Задания. Константы реакций. МЭИ



Авторы специализируются на тестах по любым дисциплинам! Средний балл по тестам 4,6.
 
Любые вопросы по дистанционному обучению. Тесты, письменные работы, сессия под ключ.
 
Известный интернет сайт, помощь по любым учебным вопросам - от теста до дипломной работы. Личный менеджер.
 
Крупная биржа студенческих работ. Закажи напрямую у преподавателя. Низкие цены, стена заказов.
 
Биржа студенческих работ. Потребуется самостоятельная выгрузка работ.
 

Особенности выполнения:
1. Так как расчёты производятся относительно системы, основной средой в которой является водная среда, то при составлении выражений констант реакций молекулой H2O можно пренебречь, приравняв её к 1 (единице).
2. Все математические действия, связанные с расчётом формул химических реакций производятся в молярной концентрации.
Пример:
Решите задачу. Рассчитайте рН котловой воды при дозировке в неё Na3PO4 в количестве 20 мкг/л. Константы диссоциации H3PO4 равны: по первой ступени 7,11*10-3; по второй ступени 6,2*10-8; по третьей ступени 4,4*10-13.
Составим уравнение химической реакции гидролиза соли Na3PO4. Так как в составе этой соли 3 иона натрия (Na+) то реакция будет протекать по трём ступеням:
I ступень. Na3PO4 + H2O =˃ Na2HPO4 + NaOH (1)
II ступень. Na2HPO4 + H2O =˃ NaH2PO4 + NaOH (2)
III ступень. NaH2PO4 + H2O =˃ H3PO4 + NaOH (3)
Na3PO4 это соль, образованная от кислоты H3PO4, молекулы которой диссоциируют по следующему механизму химических реакций:
I ступень. H3PO4 =˃ Н+ + H2PO4- (4)
II ступень. H2PO4- =˃ Н+ + HPO42- (5)
III ступень. HPO42- =˃ Н+ + PO43- (6)
Составим выражения для определения констант гидролиза Na3PO4 для всех трёх ступеней гидролиза. При составлении будем руководствоваться следующими правилами:
1. Константа реакции – это отношение произведения продуктов реакции (вещества, стоящие в химической формуле справа от знака равенства =˃) к произведению исходных веществ (вещества, стоящие в химической формуле слева от знака равенства =˃).
2. Для упрощения выражения для константы реакции молекулы в выражении можно записывать в виде анионов, входящих в их состав, к примеру, для константы гидролиза Na3PO4 по первой ступени (формула (1)) Na3PO4 в формуле для константы гидролиза будет представлена в виде PO43-.
Получились следующие константы гидролиза:
— для I ступени (реакция (1)): КгI = ([HPO42-]*[OH-])/([ PO43-]) (7)
— для II ступени (реакция (2)): КгII = ([H2PO4-]*[OH-])/([HPO42-]) (8)
— для III ступени (реакция (3)): КгIII = ([PO43-]*[OH-])/([ H2PO4-]) (9)
Аналогичным образом можно составить выражения для констант диссоциации H3PO4.
Взаимосвязь константы гидролиза и константы диссоциации следующая:
Кг = Кw/Кд.
Причём, если разбивать на взаимосвязь по ступеням, то получаться следующие зависимости:
КгI = Кw/КдIII; КгII = Кw/КдII; КгIII = Кw/КдI.
Аналогичным образом и для других кислот и их производных солей.
При расчётах нужно помнить, что полученные продукты реакций диссоциации гидролиза, образуются в равновесных концентрациях друг относительно друга, то есть, к примеру, для формулы (1) [HPO42-] = [OH-], тоже самое и для других реакций.
Для нормальных условий значение Кw = 10-14.
Суммарная концентрация ионов [OH-] в растворе вычисляется, как сумма концентраций [OH-], образовавшихся на всех ступенях диссоциации и гидролиза.
Для определения рН нужно использовать три следующие формулы:
рН + рОН = 14 (10)
рН = — lg [Н+] (11)
рОН = — lg [OH-] (12)
Решите следующие задачи:
Задача 1.
Рассчитайте рН котловой воды при дозировке в неё Na3PO4 (по РО43-) в количестве 20 мкг/л. Константы диссоциации H3PO4 равны: по первой ступени 7,11*10-3; по второй ступени 6,2*10-8; по третьей ступени 4,4*10-13.
Задача 2.
Определите концентрацию PO43- в котловой воде (ответ в мг/дм3) при дозировкеNa3PO4, если значение рН котловой воды равно 9,5; а константы диссоциации H3PO4 равны: по первой ступени 7,11*10-3; по второй ступени 6,2*10-8; по третьей ступени 4,4*10-13.
Задача 3.
Рассчитайте рН водного раствора, если концентрация находящейся в ней Na2SiO3 (по SiO32-) равна 28 мкг/дм3, а константы диссоциации H2SiO3 равны: по первой ступени 2*10-10; по второй ступени 1*10-12.
Задача 4.
Рассчитайте рН водного раствора, если концентрация находящейся в ней Na2СO3 (по СO32-) равна 45 мкг/дм3, а константы диссоциации H2СO3 равны: по первой ступени 4,45*10-7; по второй ступени 4,69*10-11.