Химия Глинка 50 решенных задач № 175. Дано: Розв’язок: l = 2; l = 3 Для орбітального квантового числа l = 2, магнітне квантове число може мати п’ять значень: -2, -1, 0, 1, 2. Для орбітального квантового числа l = 3, магнітне квантове число може мати сім значень: -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3. m = ? Окреме завдання: конфігурація атомних орбіталей атома заліза. 4s2 4p 3d6 3p6 3s2 2p6 2s2 1s2 Конфігурація атомних орбіталей атома заліза у збудженому стані ( Fe+6 ) 4s1 4p1 3d6 3p6 3s2 2p6 2s2 1s2 № 289 Дано: Розв’язок: ΔНС 2 Н 4 = 52,3 кДж/моль ΔНН 2 О = -285,8 кДж/моль ΔНСО 2 = -383,5 кДж/моль Н2 С = СН2 + 3О2 2СО2 + 2Н2 О(ж.) + 6226 кДж Визначимо кількість моль етилену, що бере участь у даній реакції. З термохімічного рівняння, використовуючи стандартні ентальпії утворення речовин ( Δ Н простих речовин = 0) , що входять в реакцію (подані у довідкових матеріалах підручника) , запишемо вираз, позначивши кількість моль етилену за Х: 52,3Х = 2Х(-285,8) + 2Х(-393,5) + 6226; 1410,9Х = 6226 Звідки: Х = 4,41 моль. З рівняння реакції бачимо, що оксиґену для проходження такого перетворення потрібно в тричі більше ніж етилену, тому νО2 = 3νС2 Н4 = 3*4,41 =13,24 моль. Звідки об’єм оксигену: VO2 = νО2 * Vm = = 13,24 моль * 22,4 л/моль = = 296,5л. VO2 = ? № 398. Дано: Розв’язок: m 50% р-на KOH = 1кг Складемо рівняння, позначивши масу необхідного для розведення розчина за Х: В 50%-му розчині міститься 500г КОН і 500г Н2 О, тому коли ми додаватимемо 20%-ний р-н, до присутнього в 50%-му р-ні КОН додаватиметься 0.2Х (по масі) КОН, а загальна маса розчину збільшуватиметься на Х. В результаті розведення має вийти 25% р-н. Вище сказане можна записати у вигляді виразу: ; 0,5кг + 0,2Х = 0,25кг + 0,25Х; 0,25кг = 0,05Х; Х = 5кг. Отримати 25% р-н КОН m2 0% р-на KOH = ? № 540. Дано: Розв’язок: Р-н С СН3 СООН = 0,01н К СН3 СООН = 0,042 Рівняння дисоціації: СН3 СООН СН3 СОО – + Н + Запишемо вираз для константи дисоціації оцтової кислоти: ; З умови, що даний розчин 0,01н слідує – концентрація [CH3 COOH] = 0,01 моль/л Враховуючи [CH3 COO- ] = [H+ ] підставимо у вираз для константи дисоціації: ; [СН3 СОО – ] [Н + ] = 0,00042 ; Знайдемо концентрацію іонів гідроґену: [H+ ] = 0,02049; Звідки pHсередовища: pH = - ln[0,02049] = 3,88 рН р-на = ? № 626а Дано: Mn(OH)2 + Cl2 + KOH MnO2 + ... Розв’язок: Аналізуючи ліву і праву частину рівняння можна зробити висновок, що в даній реакції Mnбуде виступати відновником: Mn+2 – 2e Mn+4 ( втрачає два електрони) Через те, що оксиґен у даному рівнянні не змінює ступеня окислення – окисником може виступити тільки хлор. Можливий хід реакції: Mn(OH)2 + Cl2 + KOH MnO2 + KCl + H2 O Тоді: Cl2 + 2e 2Cl – Прирівняємо кількість речовин у обох частинах рівняння реакції: Mn(OH)2 + Cl2 + 2KOH MnO2 + 2KCl + 2H2 O № 650. Дано: Розв’язок: Гальванічний елемент Cu – катод: Для того, щоб в гальванічному елементі купрум міг виступати в якості катода, для анода потрібно обрати менш електронегативний елемент – наприклад цинк ( Zn ) . Схема такого гальванічного елемента: Zn | ZnSO4 || CuSO4 | Cu Реакція, що відбувається: Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu Zn = Zn+2 + 2e – анод окислюється (φZn = - 0,76 В) Cu+2 + 2e = Cu – катод відновлюється (φCu = 0,34 В) Стандартна ЕРС даної реакції: Е = φCu – φZn = 0,34 – ( – 0,76) = 1,1В Cu – анод: Для того, щоб в гальванічному елементі купрум міг виступати в якості анода, для катода потрібно обрати більш електронегативний елемент – наприклад золото ( Au ) . Схема такого гальванічного елемента: Cu | CuCl2 || AuCl3 | Au Реакція, що відбувається: 3Cu + 2AuCl3 = 3CuCl2 + 2Au Cu = Cu+2 + 2e – анод окислюється (φCu = 0,34 В) Au+3 + 3e = Au – катод відновлюється (φAu = 1,50 В) Стандартна ЕРС даної реакції: Е = φAu – φCu = 1,50 – 0,34 = 1,16В Cu – катод Cu – анод № 672а. Дано: H2 O2 + HOCl HCl + O2 + H2 O Знайти: В якому напрямку самовільно може відбуватися реакція? Розв’язок: Запишемо стандартні електродні потенціали електрохімічних систем, що беруть участь у реакції: HOCl + H+ + 2e = Cl– + H2 O (φ1 = 1,49) H2 ­O2 = O2 + 2H+ + 2e (φ2 = 0,68) Через те, що φ1 > φ2 , окисником в даній реакції є HOCl, значить реакція відбуватиметься з ліва на право. № 690. Дано: Скласти схему електролізу водного розчину хлориду цинку. а) анод цинковий б) анод вугільний Розв’язок: Вугільний анод: Вугільний анод є нейтральним – він не братиме участі в електрохімічних реакціях. Реакції, що можуть відбуватися на аноді: 2Сl– = Cl2 + 2e (φ1 = 1,36) – окислення хлорид-іону або 2H2 O = O2 + 4H+ + 4e (φ2 = 1,23) Хоча φ1 > φ2 , але відбуватиметься саме перший процес. Це пов’язано зі значним перенавантаженням другого процесу: матеріал анода гальмує його протікання. На катоді в цей час можуть відбуватися такі реакції: Zn+2 + 2e = Zn(φ3 = – 0,76) * або 2H2 O + 2e = H2 + 2OH– Та через те, що стандартний електродний потенціал системи (*) негативніший за потенціал водневого електрода в нейтральному водному середовищі ( – 0,41В), відбуватиметься електрохімічне відновлення води, що супроводжується виділенням гідроґену. Цинковий анод: Завдяки тому, що (φ3 = – 0,76) значно менший за потенціали (φ1 = 1,36) і (φ2 = 1,23), буде відбуватися анодне розчинення цинку. № 716. Дано: Із розчину комплексної солі PtCl4 *6NH3 нітрат срібла осаджує весь хлор у вигляді хлориду срібла, а з розчину солі PtCl4 *3NH3 – тільки ¼ частину хлору. Знайти: Написати координаційні формули цих солей, визначити координаційне число платини у кожній із них. Розв’язок: З умови задачі: з PtCl4 *6NH3 нітрат срібла осаджує весь хлор, значить він входить у зовнішню сферу комплексної сполуки, а 6NH3 у внутрішню, тому координаційна формула речовини: [Pt(NH3 )6 ]Cl4 і відповідно координаційне число платини дорівнює 6 – за кількістю лігандів. Аналогічно міркуючи: з PtCl4 *3NH3 нітрат срібла осаджує тільки ¼ хлору, значить, тільки один атом хлору входить у зовнішню сферу комплексної сполуки, три інші, разом з 3NH3 – у внутрішню, тому координаційна формула речовини: [Pt(NH3 )3 Cl3 ]Clі відповідно координаційне число платини в цій сполуці теж дорівнює 6. № 232 . Дано: CHCl3 Знайти: Скласти валентну схему молекули. а) який зв’язок найбільш полярний? б) в якому напрямку зміщена електронна хмара цього зв’язку? Розв’язок: Молекула хлороформу має вигляд представлений на рис. 1. Чотири неспарених електрони збудженого атома вуглецю беруть участь в утворенні чотирьох ковалентних зв’язків з трьома атомами хлору (1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 ) і одним атомом водню (1s1 ), що мають по одному неспареному електрону на зовнішніх орбіталях. Найбільш полярним зв’язком є зв’язок між атомами вуглецю і хлору. В цьому легко переконатися обчисливши різниці відносних електронегативностей атомів для зв’язків: C – ClіC – H.(Cl = 3,0; C = 2,5; H = 2,1) Δχ c – cl =3,0 – 2,5 = 0,5; Δχ c – н = 2,5 – 2,1 = 0,4 => Δχ c – cl > Δχ c – н . Електронна хмара цього зв’язку зміщена в сторону Cl, як більш електронегативного атома. № 3 14. Дано: CaO, ZnO, SnO2 , NiO, Al2 O3 . Знайти: Які з перелічених оксидів можуть бути відновлені воднем до вільного метала за температури 298 К? Розв’язок: Щоб дати відповідь на це питання потрібно обчислити стандартну енергію Ґібса реакцій: 1) CaO + H2 Ca + H2 O* 2) ZnO + H2 Zn + H2 O 3) SnO2 + 2H2 Sn + 2H2 O 4) NiO + H2 Ni + H2 O 5) Al2 O3 + 3H2 2Al + 3H2 O* По-перше реакції позначені (*) не можуть відбутися (за даних умов), бо в них беруть участь оксиди активних металів, які під час відновлення воднем одразу перетворяться в гідрооксиди. Стандартні енергії Ґібса для сполук, що беруть участь в реакціях: ΔGo 298 : CaO(–604,2), ZnO(–320,7), SnO2 (–519,3), NiO (–211,6), Al2 O3 (–1582,0), H2 O (–237,3) 1) ΔGo 298 = –237,3 – ( – 604,2) = 366,9 кДж > 0 => не може 2) ΔGo 298 = –237,3 – (–320,7) = 83,4 кДж > 0 => не може 3) ΔGo 298 = 2∙( –237,3) – (–519,3) = 44,7 кДж > 0 => не може 4) ΔGo 298 = –237,3 – ( – 211,6) = – 25,7 кДж > 0 => може 5) ΔGo 298 = 3∙(–237,3) – ( – 1582,0) = 1344,7 кДж > 0 => не може № 668 . Дано: Водневий електрод занурений в розчин з рН = 0. Знайти: На скільки зміниться електродний потенціал електрода, якщо розчин нейтралізувати до рН = 7 ? Розв’язок: Для того, щоб дати відповідь на це питання обчислимо значення φ якщо рН розчину дорівнює 7. φ = – 0,059 рН = –0,41 В. Відповідно значення водневого електрода зменшиться на 0,41 В. Відповідь в). № 362 . Дано: C( графіт ) + СО2 (г.) 2СО(г.) ΔНо = 172,5 кДж Знайти: а) Як зміниться вміст СО в рівноважній суміші з підвищенням температури але за незмінного тиску? Зі зростанням загального тиску але за незмінної температури? б) Чи зміниться константа рівноваги за умови підвищення загального тиску і незмінній температурі? За умови збільшення температури? За умови введення в систему каталізатора? Розв’язок: а) Через те, що ΔНо = 172,5 кДж > 0 – реакція екзотермічна, тому за умови підвищення температури, та за незмінного тиску, рівновага зміститься вліво, тобто в сторону оберненої, відповідно концентрація СО в суміші зменшиться. За незмінної температури збільшення тиску призведе до зменшення об’єму системи, що в свою чергу викличе збільшення концентрації речовин, що беруть участь в реакції. Якщо до збільшення тиску швидкість прямої реакції була: v1 = k1 [CO2 ], а оберненої: v2 = k2 [CO]2 . Вважатимемо, що концентрації речовин збільшились в nразів, тоді швидкості реакцій: v1 ’ = k1 n[CO2 ] = nv1 – пряма; v2 ’ = k2 (n[CO])2 = n2 v2 – обернена; => Швидкість оберненої реакції після підвищення тиску збільшиться в n2 разів, а пряма лише в n, значить концентрація СОв суміші зменшиться . б) На константу рівноваги зміна тиску за незмінної температури не вплине тому, що вона залежить лише від природи речовин, що беруть участь в реакції і від температури. Так. – К.Р. залежить від температури. Ні. Тому що каталізатор однаково змінює енергію активації як прямої, так і оберненої реакції. Через це він не впливає на відношення констант і швидкостей реакцій, тому каталізатор не впливає на розмір константи рівноваги і, відповідно, не може ні збільшити, ні зменшити вихід реакції. Він лише може пришвидшити або сповільнити настання рівноваги. № 2 . Дано: Маса О2 дорівнює 0,200г; маса ґалоґену – 3,17г. Знайти: Еквівалентна маса галоґену? Розв’язок: Еквівалентна маса кисню – 8 г/моль. Використовуючи закон еквівалентів, складемо дві пропорції для кожної реакції: метал – кисень; метал – ґалоґен: 1) 0,2г кисню еквівалентні Хг метала 8г/моль кисню – Zг/моль метала 2) Хг метала – 3,17г ґалоґена Zг/моль метала – Yг/моль ґалоґена Права частина пропорції №1 дорівнює лівій частині пропорції №2, відповідно ліва частина 1-ї дорівнює правій частині 2-ї, тому можна записати: 0,2г кисню еквівалентні 3,17г ґалоґена 8г/моль кисню – Yг/моль ґалоґена Звідки еквівалентна маса галогена: Егалогена = (3,17г ∙ 8г/моль) / 0,2г = 126,8 г/моль. № 84. Дано: Dпов. = 0,875 (етилен). Знайти: МСН2=СН2 =? Розв’язок: D = M1 /M2 ; => МСН2=СН2 =Mпов. /D = 32г/моль ∙ 0,875 = 28 г/моль. № 61. Дано: Vпов. = 1л; ωсо2 = 0,03%. Знайти: Кількість молекул СО2 ? Розв’язок: Обчислимо який об’єм СО2 міститься у 1л повітря: VCO2 = Vпов. ∙ 0,03 / 100% = 1л ∙ 0,03 / 100% = 3 ∙ 10–4 л. Кількість речовини, що відповідає такому об’єму СО2 : υ = V/Vm = 3 ∙ 10–4 л / 22,4л/моль = 1,34∙10–5 моль. Звідки: n =υ∙ NA = 1,34 ∙ 10–5 ∙ 6,02 ∙ 10–23 = 8,0625 ∙ 1018 шт. № 105. Дано: ωс = 93,75% ; ωН = 6,25% Dпов. = 4,41. Знайти: Молекулярну формулу речовини. Розв’язок: Позначимо кількість атомів карбону та гідроґену в простій формулі речовини відповідно через XіY. Атомні маси цих елементів: 12 і 1. Тому відношення мас карбону і гідроґену в складі речовини складає 12X:Y. За умовою задачі це відношення: 93,75 : 6,25. Значить: 12X:Y = 93,75 : 6,25, звідки: . Найпростіша формула сполуки: С1,25 Н1 . Цій формулі відповідає молекулярна маса М = 12 ∙ 1,25 + 1∙ 1 = 16. Справжню молекулярну масу речовини знайдемо, виходячи з її густини за повітрям: Мпов. = 29г/моль D = M1 /M2 ; => Мречовини =Mпов. /D = 29г/моль ∙ 4,41 = 127,89 ≈ 128 г/моль. Відношення коефіцієнтів у формулі речовини знайдемо з відношення молекулярних мас речовини і її найпростішої формули: Мреч. /Мнайпрост. ф-ли = 128 / 16 = 8 X = 1,25 ∙ 8 = 10, Y = 1 ∙ 8 = 8. => Формула речовини: С10 Н8 . № 111 . Дано: А) Mg(OH)2 ; б) Fe(NO3 )3 ; в) H2 SO4 ; г) (NH4 )2 SO4 . Знайти: Обчислити вміст у відсотках кожного елемента у сполуках. Розв’язок: № 177 . Дано: n + l : а) 5; б) 6; в) 7. Знайти: Послідовність заповнення електронних орбіталей. Розв’язок: а) Знайдемо можливі значенняnі l, що відповідають сумі: n = 5 4 3 2 1 0 l = 0 1 2 3 4 5 Але n > 0, l = n –1 іl < n, томумножина можливих значень зменшується: n = 5 4 3 l = 0 1 2 Атомні орбіталі, яким відповідають значення l, що рівні 0, 1, 2, 3, називаються відповідно s-, p-, d- і f-орбіталями. Значенню nвідповідає номер енергетичного рівня. Виходячи з другого правила Клечковського (за однакових значень суми nі l атомні орбіталі заповнюються у порядку послідовного зростання головного квантового числа n), отримаємо, що електронні орбіталі заповнюються у такому порядку: 3d 4p 5s. Аналогічно міркуючи запишемо послідовність заповнення електронних орбіталей для суми nіl, що дорівнює 6, 7: б) n = 6 5 4 3 2 1 l = 0 1 2 3 4 5 n = 6 5 4 l = 0 1 2 Звідки: 4d 5p 6s. в) n = 7 6 5 4 3 2 1 l = 0 1 2 3 4 5 6 n = 7 6 5 4 l = 0 1 2 3 Звідки: 4f 5d 6p 7s. № 142. Дано: Ba BaO BaCl2 Ba(NO3 )2 BaSO4 Mg MgSO4 Mg(OH)2 MgO MgCl2 . Знайти: Скласти рівняння реакцій. Розв’язок: 2BaO + O2 2BaO; BaO + 2HCl BaCl2 + H2 O; BaCl2 + 2HNO3 Ba(NO3 )2 + 2HCl; Ba(NO3 )2 + H2 SO4 BaSO4 + 2HNO3 . Mg + H2 SO4 MgSO4 + H2 ; MgSO4 + 2NaOH Na2 SO4 + Mg(OH)2 ; Mg(OH)2 MgO + H2 O; MgO + 2HCl MgCl2 + H2 O. № 207 . Дано: Атом: ядро: 16 – нейтронів; 15 – електронів. Знайти: Атом (символ, заряд ядра і масове число)? Розв’язок: Електронна оболонка цього атома містить 15 електронів, значить до складу його ядра входить 15 протонів – це випливає з загальної електронейтральності атома. Кількість протонів відповідає заряду ядра атома і його порядковому номеру в таблиці хімічних елементів: Z = 15, №15.Номеру 15 відповідає хімічний елемент Фосфор, його масове число рівне: 30,97376. Отже символ даного елемента: № 230. Дано: K –Cl, Ca – Cl, Fe – Cl, Ge ­– Cl. Знайти: Обчислити різниці відносних електронегативностей зв’язків. Яка з них характеризується найбільшим ступенем йонності? Розв’язок: Відносні електронегативності елементів: Cl = 3,0; Ge = 2,0; Fe = ?; Ca = 1,04; K = 0,91. ( В справочних відомостях не було знайдено відносної електронегативності для Fe , але виходячи з таблиці відносних електронегативностей для інших елементів і періодичної таблиці хімічних елементів, можна зробити висновок, що значення електронегативності феруму знаходиться між значеннями 2,0 і 1,04 (Ґерманію і Кальцію), тому суттєво не вплине на відповідь.) Обчислимо різниці електронегативностей зв’язків: K –Cl = 3,0 – 0,91 = 2,09; Ca – Cl = 3,0 – 1,04 = 1,96; Fe – Cl = 3,0 – ? = (1,96 < ? > 1,0); Ge ­– Cl = 3,0 – 2,0 = 1,0. Робимо висновок, що найбільшою йонністю характеризується зв’язок K – Cl, а найменшою – Ge ­– Cl, значення для зв’язку Fe – Clзнаходиться між ними. № 255 . Дано: l = 4 ∙ 10–11 м. Знайти: Дипольний момент (D, Кл/м)? Розв’язок: Заряд електрона: q = 1,60 ∙ 10–19 Кл. Один Дебаль: 1D = 3,33 ∙ 10–30 Кл/м. μ = q ∙ l = 1,60 ∙ 10–19 ∙ 4 ∙ 10 –11 = 6,4 ∙ 10–30 Кл/м = 6,4 ∙ 10–30 /(3,33 ∙ 10–30 )D = =1,92 D. № 291 . Дано: VH2 = VC2 H2 (н. у.); H2 O(г.) . Знайти: В якому випадку виділиться більше теплоти? У скільки разів? Розв’язок: Те, що H2 іC2 H2 було взято за однакових умов і їх об’єми рівні, відповідає тому, що кількість речовини у першому і другому випадках однакова. Запишемо рівняння реакцій горіння відносно 1моль речовин, і розрахуємо тепловий ефект: H2 + ½O2 = H2 O(г.) ΔH1 = – 241,8кДж; C2 H2 + 2,5O2 = 2CO2 + H2 OΔH2 = –241,8 – 2 ∙ (–393,5) – (226,8) = – 1255,6кДж Бачимо, що під час горіння ацетилену виділяється більше теплоти. Обчислимо у скільки разів її кількість перевищує кількість теплоти, що виділяється під час горіння гідроґену: ΔH1 /ΔH2 = 1255,6/241,8 = 5,19 рази. № 329. Дано: 3A + B 2C + D; [A] = 0,03моль/л; [B] = 0,01моль/л; [C] = 0,008моль/л. Знайти: Вихідні концентрації А і В? Розв’язок: (В умові задачі нам не було задано концентрацію речовини D , аналізуючи відповідь у підручнику і концентрації даних речовин, робимо висновок, що в умові задачі допущена помилка, речовина D не бере участь у реакції, а тому рівняння реакції запишеться: 3 A + B 2 C ). Щоб знайти вихідні концентрації речовин А і В врахуємо, що згідно з рівнянням реакції з 3-х молей А і 1-го моля В утворюється 2моль С. Оскільки за умовою задачі в кожному літрі системи утворилося 0,008моля речовини С, то в ході реакції було витрачено С/2 = 0,004моля речовини В і (С/2) ∙ 3 = 0,012моля речовини А. Таким чином вихідні концентрації А і В: [Ao ] = 0,012 + 0,03 = 0,042моль/л; [Bo ] = 0,01 + 0,004 = 0,014моль/л. № 401 . Дано: V20%р-нуH2 SO4 = 100мл (ρ = 1,14г/мл) => 5%р-н. Знайти: VH2 O – ? Розв’язок: Обчислимо масу 20% розчину сульфатної кислоти: mр-ну = V ∙ ρ = 100мл ∙ 1,14г/мл = 114г. Тепер знайдемо масу сірчаної кислоти у цьому розчині: m(H2 SO4 ) = mр-ну ∙ 20 / 100% = 114 ∙ 20 / 100% = 22,8г; маса води у цьому розчині: m(H2 O)20%р-н = 114 – 22,8 = 91,2. Використовуючи знайдену масу, обчислимо масу 5%р-ну: m5% р-ну = 22,8 ∙ 100 / 5 = 456г. Маса води, що міститься у даному розчині: m(H2 O)5%р-н =456 – 22,8 = 433,2г. Для того, щоб знайти об’єм потрібної для приготування розчину води, віднімемо від отриманного значення m(H2 O)20%р-н : m(H2 O)необх. = m(H2 O)5%р-н – m(H2 O)20%р-н = 433,2 – 91,2 = 342г або ж 342мл. № 466. Дано: V0,5Mр-ну (С12 H22 O11 ) = 100мл; VH2 O= 300мл; t = 25o C => T = 298K. Знайти: P =? Розв’язок: Обчислимо кількість моль сахарози у розчині виходячи з її молярної концентрації 0,5М: за означенням молярної концентрації (відношення кількості розчиненої речовини до об’єму розчину; наприклад 1М розчин або См = 1моль/л) 0,5 моль 1000мл ν 100мл => ν = 0,05моль. Після того, як ми додамо до розчину 300мл води, його об’єм стане рівним 400мл, а кількість сахарози в розчині залишиться сталою, тобто 0,05моль, тому молярна концентрація розчину стане: 0,05моль 400мл См 1000мл => См = 0,125М Звідки осмотичний тиск: P = CM RT = 0,125 ∙ 8,31 ∙ 298 = 309,55кПа. № 541. Дано: Vр-ну NaOH= 1л; mNaOH =1г. Знайти: pH = ? Розв’язок: MNaOH = 40г/моль. Обчислимо кількість речовини NaOH, що міститься у розчині: νNaOH =m / M = 1г / 40г/моль = 0,0025моль. Рівняння дисоціації даного лугу: NaOH = Na+ + OH– => Кількість іонів OH– дорівнює кількості молекул NaOH, значить [OH– ] = 0,0025моль/л звідки pOH = – lg[OH– ] = – lg0,0025 = 2,6, відповідно pH = 14 – pOH = 14 – 2,6 = 11,4. № 580 . Дано: а)Pb(NO3 )2 + KI; б)NiCl2 + H2 S ; в) K2 CO3 + HCl; г) CuSO4 + NaOH; ґ) CaCO3 + HCl; д) Na2 SO3 + H2 SO4 ; е) AgBr3 . Знайти: Написати в іонно-молекулярній формі рівняння реакцій, що призводять до утворення малорозчинних осадів або газів. Розв’язок: № 580 б. Дано: NiCl2 + H2 S Знайти: Написати в іонно-молекулярній формі рівняння реакції, що призводить до утворення малорозчинного осаду. Розв’язок: Через те, що солі утворені сульфуром мало розчинні, то сульфіт нікелю випаде в осад: NiCl2 + H2 S NiS + 2HCl Ni2+ + S2– NiS № 586. Дано: ZnBr2 , K2 S, Fe2 (SO4 )3 , MgSO4 , Cr(NO3 )3 , K2 CO3 , Na3 PO4 , CuCl2 . Знайти: Які з перерахованих солей гідролізуються? Для кожної написати в молекулярній і йонно-молекулярній формі рівняння гідролізу по кожному ступеню, зазначити реакцію водного розчину солі. Розв’язок: Через те, що всі перераховані солі утворені або слабкими основами і сильними кислотами, або сильними основами і слабкими кислотами, то всі вони будуть гідролізуватися. ZnBr2 Iступінь: ZnBr2 + H2 O ZnOHBr + HBr Zn2+ + H2 O ZnOH+ + H+ ІІ ступінь: ZnOHBr + H2 O Zn(OH)2 + HBr ZnOH+ + H2 O Zn(OH)2 + H+ Реакція розчину: кисла K2 S Iступінь: K2 S + H2 O KHS + KOH S2– + H2 O HS– + OH– ІІ ступінь: KHS + H2 O H2 S + OH– HS– + H2 O H2 S + OH– Реакція розчину: лужна Fe2 (SO4 )3 I ступінь: Fe2 (SO4 )3 + 2H2 O 2(FeOH)SO4 + H2 SO4 Fe3+ + H2 O FeOH2+ + H+ ІІ ступінь: 2(FeOH)SO4 + 2H2 O (Fe(OH)2 )2 SO4 + H2 SO4 FeOH2+ + H2 O Fe(OH)+ 2 + H+ IІІ ступінь:(Fe(OH)2 )2 SO4 + H2 O Fe(OH)3 + H2 SO4 Fe(OH)2+ + H2 O Fe(OH)3 + H+ Реакція розчину: кисла MgSO4 I ступінь: 2MgSO4 + 2H2 O (MgOH)2 SO4 + H2 SO4 Mg2+ + H2 O MgOH+ + H+ ІІ ступінь: (MgOH)2 SO4 + H2 O Mg(OH)2 + H2 SO4 MgOH+ + H2 O Mg(OH)2 + H+ Cr(NO3 )3 I ступінь: Cr(NO3 )3 + H2 O CrOH(NO3 )2 + HNO3 Cr3+ + H2 O CrOH+ + H+ ІІ ступінь: CrOH(NO3 )2 + H2 O Cr(OH)2 NO3 + HNO3 CrOH+ + H2 O CrOH2+ + H+ IІІ ступінь: Cr(OH)2 NO3 + H2 O Cr(OH)3 + HNO3 Cr(OH)2+ + H2 O Cr(OH)3 + H+ Реакція розчину: кисла K2 CO3 I ступінь: K2 CO3 + H2 O KHCO3 + KOH CO3 2– + H2 O HCO3 – + OH– ІІ ступінь: KHCO3 + H2 O KOH + H2 CO3 H2 O + CO2 HCO3 – + H2 O H2 CO3 + OH– Реакція розчину: лужна Na3 PO4 I ступінь: Na3 PO4 + H2 O Na2 HPO4 + NaOH PO3– 4 + H2 O HPO2– + OH– ІІ ступінь: Na2 HPO4 + H2 O NaH2 PO4 + NaOH HPO2– 4 + H2 O H2 PO– 4 + OH– IІІ ступінь: NaH2 PO4 + H2 O H3 PO4 + NaOH H2 PO– 4 + H2 O H3 PO4 + OH– Реакція розчину: лужна CuCl2 I ступінь: CuCl2 + H2 O Cu(OH)Cl + HCl Cu2+ + H2 O Cu(OH)+ + H+ ІІ ступінь: Cu(OH)Cl + H2 O Cu(OH)2 + HCl Cu(OH)+ + H2 O Cu(OH)2 + H+ Реакція розчину: кисла № 626б. Дано: MnO2 + O2 + KOH = K2 MnO4 + ... Знайти: Закінчити рівняння реакції. Розв’язок: MnO2 + O2 + KOH = K2 MnO4 +H2 O2 Через те, що в розчині присутній KOH, то MnO2 не може бути окисником (тому що не проявляє окислювальних властивостей у лужних розчинах), він не буде відновлюватись, а навпаки – окислюватись, до Mn6+ (тобто змінить ступінь окислення з 4+ на 6+), з утворенням манґаната. Окисником у даній реакції буде молекулярний кисень: він змінить ступінь окислення з 0 до 2–, а також (через те, що утворюється H2 O2 ) з 0 до 1–. Підрахувавши кількість атомів кисню і калію в обох частинах реакції, побачимо, що потрібно поставити коефіцієнт 2 біля KOH. Остаточно рівняння буде мати вигляд: MnO2 + O2 + 2KOH = K2 MnO4 +H2 O2 № 652. Дано: Гальванічний елемент:срібний і стандартний гідроґенний електроди, 1М р-н AgNO3 . Знайти: Рівняння електродних процесів і сумарної реакції. Яка ЕРС елемента? Розв’язок: Запишемо рівняння реакцій, що відбуваються на електродах: Ag+ + 2e Ag φ = 0,80В 2H+ + 2e H2 φ = 0B Сумарне рівняння реакції: 2Ag+ + H2 2Ag + 2H+ Щоб визначити ЕРС елемента необхідно обчислити електродні потенціали на електродах за даної концентрації розчину. Обчислимо значення φ, використавши рівняння Нернста: φAg = 0,80 + 0,059lg1 = 0,80 + 0 = 0,80B Аналогічно для гідрогену: φH = 0. ЕРС гальванічного елементу: E = φAg – φH = 0,80 – 0 = 0,80B. № 672 б. Дано: 2HIO3 + 5H2 O2 = I2 + 5O2 + 6H2 O Знайти: В якому напрямку самовільно може відбуватись реакція? Розв’язок: Запишемо стандартні електродні потенціали електрохімічних систем, що беруть участь в реакції: 2IO– 3 + 12H+ + 10e = I2 + 5O2 + 6H2 Oφ1 = 1,19B O2 + 2H+ + 2e = H2 O2 φ2 = 0,68B. Оскільки φ1 > φ2 , то окисником буде HIO3 , а відновником – H2 O2 ; дана реакція буде протікати з ліва на право. № 695. Дано: Розчин KCl і Cu(NO3 )2 . Знайти: Запропонувати найбільш простий спосіб отримання KNO3 . Розв’язок: Найбільш простим способом отримання KNO3 буде електроліз даного розчину, з мідним катодом і інертним анодом. Під час проходження струму крізь розчин на катоді буде осідати купрум, а на аноді виділятиметься хлор. Йони калію і NO– 3 будуть залишатися в розчині, утворюючи KNO3 . № 717 . Дано: Відомі дві комплексні солі кобальту, що відповідають одній емпіричній формулі CoBrSO4 ∙ 5NH3 , вони відрізняються лише тим, що розчин однієї солі дає з BaCl2 осад, але не утворює осаду з AgNO3 , а розчин іншої солі навпаки. Знайти: Написати координаційні формули обох солей і рівняння їх дисоціації на йони. Розв’язок: Те, що перша сіль дає осад з BaCl2 , але не дає осаду з AgNO3 , означає, що йон SO2– 4 знаходиться у зовнішній сфері комплексної сполук, а Br– у внутрішній, значить формула цієї речовини: [Co(NH3 )5 Br]SO4 Рівняння дисоціації: [Co(NH3 )5 Br]SO4 [Co(NH3 )5 Br]2+ + SO2– 4 . Друга сіль реагує навпаки, значить Br– у зовнішній сфері, а SO2– 4 – у внутрішній, формула: [Co(NH3 )5