сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Для опи­са­ния об­ра­ти­мых хи­ми­че­ских ре­ак­ций ис­поль­зу­ет­ся по­ня­тие кон­стан­ты рав­но­ве­сия, свя­зы­ва­ю­щей кон­цен­тра­ции ис­ход­ных ве­ществ и про­дук­тов ре­ак­ции к мо­мен­ту до­сти­же­ния рав­но­ве­сия. Так, на­при­мер, для опи­са­ния дис­со­ци­а­ции элек­тро­ли­тов в рас­тво­ре ис­поль­зу­ет­ся кон­стан­та дис­со­ци­а­ции Кд:

MX \Equilibarrow$ M в сте­пе­ни п люс $ плюс X в сте­пе­ни м инус $;

K_д= дробь: чис­ли­тель: c_м в сте­пе­ни п люс умно­жить на c_x в сте­пе­ни м инус , зна­ме­на­тель: c_мx конец дроби .

Целый ряд свойств рас­тво­ров за­ви­сит толь­ко от сум­мар­ной кон­цен­тра­ции ча­стиц в рас­тво­ре и не за­ви­сят от их типа. Такие свой­ства на­зы­ва­ют кол­ли­га­тив­ны­ми. Опре­делённая с их по­мо­щью кон­цен­тра­ция будет равна общей кон­цен­тра­ции ча­стиц, т. е. у 0,001 М рас­тво­ра NaCl общая кон­цен­тра­ция ча­стиц будет при­мер­но такой же, как у 0,002 М рас­тво­ра са­ха­ро­зы.

Ка­жу­ща­я­ся (т. е. общая кон­цен­тра­ция ча­стиц всех типов) кон­цен­тра­ция 2 М рас­тво­ра не­ко­то­рой кис­ло­ты со­став­ля­ет 2,4 М, а 0,2 М рас­тво­ра  — 0,3 М. Какой будет ка­жу­ща­я­ся кон­цен­тра­ция 0,02 М рас­тво­ра?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Для расчёта нужно по­нять, как дис­со­ци­и­ру­ет кис­ло­та. Пред­по­ло­жим, что кис­ло­та од­но­ос­нов­ная. Тогда в рас­тво­ре кис­ло­ты HA$ будут на­хо­дить­ся ча­сти­цы самой кис­ло­ты HA, ани­о­ны A в сте­пе­ни − $ и ка­ти­о­ны H в сте­пе­ни п люс $ левая круг­лая скоб­ка H_3$O в сте­пе­ни п люс $ пра­вая круг­лая скоб­ка . Ис­ход­ная кон­цен­тра­ция кис­ло­ты со­став­ля­ет 2 М.

Если дис­со­ци­и­ро­ва­ла какая-то часть кис­ло­ты, её кон­цен­тра­ция стала (2−x)М, а кон­цен­тра­ции ани­о­нов и ка­ти­о­нов будут по . Тогда сум­мар­ная кон­цен­тра­ция всех ча­стиц будет

c_каж = c\rm левая круг­лая скоб­ка HA пра­вая круг­лая скоб­ка плюс c\rm левая круг­лая скоб­ка H в сте­пе­ни п люс пра­вая круг­лая скоб­ка плюс c\rm левая круг­лая скоб­ка A в сте­пе­ни м инус пра­вая круг­лая скоб­ка = 2 минус x плюс x плюс x = 2 плюс x.

От­сю­да x  =  0,4 М, c\rm левая круг­лая скоб­ка HA пра­вая круг­лая скоб­ка = 1,6 M, c\rm левая круг­лая скоб­ка H в сте­пе­ни п люс пра­вая круг­лая скоб­ка = c\rm левая круг­лая скоб­ка A в сте­пе­ни м инус пра­вая круг­лая скоб­ка = 0,4 M. Из этих дан­ных можем рас­счи­тать кон­стан­ту дис­со­ци­а­ции кис­ло­ты:

K_д= дробь: чис­ли­тель: c_м в сте­пе­ни п люс умно­жить на c_x в сте­пе­ни м инус , зна­ме­на­тель: c_мx конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 0,4 умно­жить на 0,4, зна­ме­на­тель: 1,6 конец дроби =0,1.

По­вто­рим расчёты для 0,2 М рас­тво­ра: c_каж = 0,2 плюс x. От­сю­да x  =  0,1 М, c\rm левая круг­лая скоб­ка HA пра­вая круг­лая скоб­ка = 0,1 M, c\rm левая круг­лая скоб­ка H в сте­пе­ни п люс пра­вая круг­лая скоб­ка = c\rm левая круг­лая скоб­ка A в сте­пе­ни м инус пра­вая круг­лая скоб­ка = 0,1 M.

K_д= дробь: чис­ли­тель: c_м в сте­пе­ни п люс умно­жить на c_x в сте­пе­ни м инус , зна­ме­на­тель: c_мx конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 0,1 умно­жить на 0,1, зна­ме­на­тель: 0,1 конец дроби =0,1.

Рас­счи­тан­ные кон­стан­ты сов­па­ли, т. е. кис­ло­ту можно счи­тать од­но­ос­нов­ной. [В слу­чае не од­но­ос­нов­ной кис­ло­ты при мень­ших кон­цен­тра­ци­ях ка­жу­ща­я­ся кон­цен­тра­ция будет выше ожи­да­е­мой за счёт дис­со­ци­а­ции по вто­рой и боль­шим сту­пе­ням. Тогда рас­счи­тан­ные кон­стан­ты не сов­па­дут.] Для расчёта ка­жу­щей­ся кон­цен­тра­ции 0,02 М рас­тво­ра кис­ло­ты нужно со­ста­вить урав­не­ние

 дробь: чис­ли­тель: c_м в сте­пе­ни п люс умно­жить на c_x в сте­пе­ни м инус , зна­ме­на­тель: c_мx конец дроби = дробь: чис­ли­тель: x умно­жить на x, зна­ме­на­тель: 0,02 минус x конец дроби =0,1.

Решая квад­рат­ное урав­не­ние, на­хо­дим x  =  0,017, т. е. c_каж\rm = 0,02 плюс x = 0,037 M.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Со­дер­жа­ние кри­те­рияБаллы
При­ве­де­но пол­ное ре­ше­ние с не­об­хо­ди­мы­ми объ­яс­не­ни­я­ми12
За­да­ча ре­ше­на верно, но не под­твер­жде­но пред­по­ло­же­ние об од­но­ос­нов­но­сти кис­ло­ты10
При­ве­де­ны вер­ные рас­суж­де­ния без вер­ных расчётов и вы­во­дов2–6
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, пе­ре­чис­лен­ных выше0
Мак­си­маль­ный балл12