ODCZYN CIEKAWSZYCH ROZTWORÓW ZADANKO. Poniżej
Transkrypt
ODCZYN CIEKAWSZYCH ROZTWORÓW ZADANKO. Poniżej
DUŻE KOŁO CHEMICZNE 3GA 2012/2013 ZAJĘCIA 5: CIEKAWE ROZTWORY, ROZPUSZCZALNOŚĆ opr. Kuba Skrzeczkowski ODCZYN CIEKAWSZYCH ROZTWORÓW ZADANKO. Poniżej przedstawiono kilka roztworów, nie kwalifikujących się w przypadki analizowane na zajęciach 3 i 4 (Z3 i Z4). Twoim zadaniem jest obliczenie ich pH. Wskazówka do wszystkich roztworów: Pamiętaj, żeby nie kłamać robiąc tabelkę (bilans jonowy na początku i w stanie równowagi). ROZTWÓR 1 Roztwór kwasu siarkowego (VI) o stężeniu 2 mol/litr. Należy pamiętać, że jest to kwas, który dysocjuje w dwóch etapach. Pierwszy z nich jest nieodwracalny (α = 100%), natomiast drugi jest już odwracalny (opisany stałą równowagi Ka2 = 0,01). (A) Wyprowadź wzory na stężenie jonów HSO4-, SO42-, H+, OH- w tym roztworze. Proponuję przyjąć oznaczenie c = 2 mol/litr oraz K = Ka2 = 0,01. (B) Oblicz pH tego roztworu. (C) Wyprowadź wzory na stopnie dysocjacji kwasu siarkowego (VI): α1, α2 oraz αcałk oraz oblicz te stopnie dysocjacji. ROZTWÓR 2 (tzw. przypadek mocny-słaby kwas) Roztwór mieszaniny kwasów mocnego oraz słabego: kwasu solnego (o stężeniu 0,1 M) oraz kwasu octowego (o stężeniu 0,2 M). Stała dysocjacji kwasu octowego Ka = 1,6 * 10-5. (A) Nie zaniedbując wpływu żadnego z wymienionych kwasów na pH roztworu wyprowadź wzory na stężenie jonów wodorowych oraz oblicz pH tego roztworu. (B) Wyprowadź wzór na stopień dysocjacji kwasu octowego w tym roztworze, a następnie oblicz jego wartość. (C) Na postawie wyniku w punkcie (B) uzasadnij, że reguła przekory faktycznie działa dla analizowanego roztworu. (D) Oblicz pH w uproszczony sposób, korzystając z reguły przekory. ROZTWÓR 3 (tzw. przypadek mocna-słaba zasada) Roztwór mieszaniny zasad mocnej oraz słabej: zasady potasowej (o stężeniu 0,1 M) oraz cyjanku potasu (o stężeniu 0,08 M). Stała dysocjacji kwasu cyjanowodorowego HCN: Ka = 1,0 * 10-10. (A) Nie zaniedbując wpływu żadnego z wymienionej zasad na pH roztworu wyprowadź wzory na stężenie jonów wodorotlenowych i wodorowych oraz oblicz pH tego roztworu. (B) Wyprowadź wzór na stopień protolizy jonu cyjankowego. Protolizą nazywamy tu reakcję charakterystyczną dla zasad czyli przyłączanie protonu od wody. (C) Na postawie wyniku w punkcie (B) uzasadnij, że reguła przekory faktycznie działa dla analizowanego roztworu. (D) Oblicz pH w uproszczony sposób, korzystając z reguły przekory. DUŻE KOŁO CHEMICZNE 3GA 2012/2013 ZAJĘCIA 5: CIEKAWE ROZTWORY, ROZPUSZCZALNOŚĆ opr. Kuba Skrzeczkowski ROZTWÓR 4/5 Czasami pomiędzy składnikami roztworu mogą zachodzić reakcje nieodwracalne. Taki przypadek może wystąpić gdy: (a) Mieszamy słaby kwas z mocną zasadą. (b) Mieszamy słabą zasadę z mocnym kwasem. Reakcje te musimy uwzględnić ponieważ zwyczajnie zmieniają one skład roztworu. Oblicz pH następujących roztworów: (a) Mieszanina: 0,15 M względem Na2CO3 oraz 0,08 M względem HCl. (b) Mieszanina: 0,12 M względem NH4Cl oraz 0,09 M względem NaOH. Minusowe logarytmy stałej dysocjacji kwasowej: Kwasu węglowego (kolejno): Jonu amonowego: 6.4 9.2 10.3 ROZTWÓR 6 Roztwór dwóch słabych kwasów HA (o stężeniu analitycznym c1 = 0,1 M oraz stałej dysocjacji K1) oraz HX (o stężeniu analitycznym c2 = 0,2 M oraz stałej dysocjacji K2 = 0,0005). (a) Zakładając, że c – x ≈ c (innymi słowy: stopień dysocjacji obydwu kwasów jest bardzo mały) przybliż to równanie tak, żeby uzyskać zależność, którą można już policzyć. Założenie to jest uzasadnione regułą przekory i stosuje się je do obliczania pH takich układów. Oblicz pH roztworu. (b) Potwierdź słuszność założenia, obliczając wartości stopnia dysocjacji obydwu kwasów.