Решение задач по химии на расчет концентрации ионов металла в ненасыщенном растворе соли

Задача 574. 

В каком из указанных случаев раствор электролита МХ не насыщен: а) [M^z+] ^. [X^z-] < ПР(MX); 6)  [M^z+] ^. [X^z-] = ПР(MX); в)  [M^z+] ^. [X^z-] > ПР(MX)?

Решение:

Уравнение диссоциации электролита имеет вид:

 MX(к) ⇔ Mz+ + Xz-.                 

Выражение произведения растворимости электролита будет иметь вид:

[M^z+] ^. [X^z-] = ПР(MX).

В этом случае раствор электролита будет насыщенным.

В случае, когда выражение произведения растворимости электролита имеет вид:

[M^z+] ^. [X^z-] > ПР(MX), то раствор электролита становится пересыщенным и выпадает осадок.

В случае, когда выражение произведения растворимости электролита имеет вид:

[M^z+] ^. [X^z-] < ПР(MX), то раствор электролита становится ненасыщенным и осадок растворяется.

Таким образом, раствор электролита МХ не насыщен когда произведение концентраций ионов имеет меньшее численное значение, чем произведение растворимости электролита, т.е.  [Mz^{+] .} [X^z-] < ПР(MX).

Ответ: а).

Задача 575.
Обозначим растворимость AgCl  в воде, в 0,01 М CaCl₂, в 0,01 М NaCl и в 0,05 М AgNO₃ соответственно через  S₀,  S1, S₂ и  S₃. Какое соотношение между этими величинами правильно:
а)  S₀ > S₁ > S₂ > S₃;
б)  S₀ > S₂ > S₁ > S₃;
в)  S₀ > S₁ = S₂ > S₃;
г)  S₀ > S₂ > S₃ > S₁?
Решение:
а)  Вычисление растворимости соли AgCl в воде

Для этого, обозначив концентрацию соли через  S₀, получаем:

ПР(AgCl) = [Ag⁺] ^. [Cl^—] = S₀ ^. S₀ = S₀².

Видео:Растворы. 8 класс.Скачать

Отсюда

б)  Вычисление растворимости соли AgCl в 0,01 М CaCl₂

Для этого, обозначив концентрацию соли через  S₁. Концентрация ионов Ca²⁺  будет рана  S₁, а концентрация ионов Cl^— будет равна (2S₁ + 0,01). Поскольку S₁ << 0,01, то величиной S₁ можно пренебречь и считать, что  [Cl^—] = 0,01 моль/л, получаем:

ПР(AgCl) = [Ag⁺] ^. [Cl^—] = S₁ ^. (2 + 0,01) = S₁ . 2,01.                        

Отсюда

в) Вычисление растворимости соли AgCl в 0,01 М NaCl

Для этого, обозначив концентрацию соли через  S₂. Концентрация ионов Ag+ будет рана  S₂, а концентрация ионов Cl^—  будет равна (S₂+ 0,01). Поскольку  S₂ << 0,01, то величиной S₂ можно пренебречь и считать, что  [Cl^—] = 0,01 моль/л, получаем:

ПР(AgCl) = [Ag⁺] ^. [Cl-] = S₂ . 0,01.                         

Отсюда    

г) Вычисление растворимости соли AgCl в 0,05 М   AgNO₃

Для этого , обозначив концентрацию соли через  S₃. Концентрация ионов Ag⁺  будет рана  S₃, а концентрация ионов Cl^— тоже будет равна  S₃, а концентрация ионов Ag+ (из раствора HNO₃)  составит  (S₃ + 0,05). Поскольку  S₃ << 0,05, то величиной S₃ можно пренебречь и считать, что  [Ag⁺] = 0,05 моль/л, получаем:

ПР(AgCl) = [Ag⁺] ^. [Cl^—] = S₃ ^. 0,05.                        

Отсюда      

Таким образом, S₀ = 1,34 ^. 10^-5 моль/л; S₁ = 8,9 ^. 10^-9 моль/л; S₂ = 1,8 ^. 10^-8 моль/л; S₃ = 3,6 ^. 10-⁹ моль/л.   Таким образом, получим: S₀ > S₂ > S₁ > S₃.

Видео:Задача на приготовление растворов методом "КРЕСТА". Включает См и массовую долю р-ров.Скачать

Ответ: б).

Задача 576.
К 0,01 н. раствору H₂SO₄  медленно добавляют раствор, содержащий 0,01 моль/л CaCl₂ и 0,01 моль/л  SrCl₂. Какой осадок начнет выпадать раньше: а)  SrSO₄; б)  CaSO4?
Решение:
M_Э(H₂SO₄) = 1/2M(H₂SO₄). Тогда получаем:

С_М(H₂SO₄) = 1/2С_Н(H₂SO₄) = 0,01/2 = 0,005 моль/л.

Найдём произведение концентраций ионов Сa²⁺ и  SO₄^2-, а также Sr²⁺ и   SO₄^2-, и, сравним их с произведением растворимости соответственно CaSO₄ и  SrSO₄. Исходные молярные концентрации растворов CaCl₂ и SrCl₂ одинаковы и равны 0,01 моль/л, а молярная концентрация H₂SO₄ составляет 0,005 моль/л. Тогда получаем:

[H₂SO₄] = [SO₄^2-] = 0,005 моль/л;
[CaCl₂] = [Ca²⁺] = 0,01 моль/л;
[SrCl₂] = [Sr²⁺] = 0,01 моль/л.

Находим произведение концентраций ионов:

[Ca²⁺] . [SO₄^2-] = 0,01 ^. 0,005 = 5 ^. 10^-5;
[Sr²⁺] . [SO₄²-] = 0,01 ^. 0,005 = 5 ^. 10^-5.

По табличным данным получим:

ПР(CaSO₄) = 1,34 ^. 10^-4; ПР(SrSO₄) = 3,2 ^. 10^-7.

Теперь сравним найденные значения произведений концентраций ионов с произведениями растворимости солей, получим:

а) (5 ^. 10^-5) < (1,34 ^. 10^-4); [Ca²⁺] ^. [SO₄^2-] < ПР(CaSO₄);
б) (5 ^. 10^-5) > (3,2 ^. 10^-7); [Sr²⁺] ^. [SO₄^2-] > ПР(SrSO₄).

Следовательно, раствор сульфата кальция будет ненасыщенным, а раствор сульфата стронция – пересыщенным и, при этом образуется осадок. 

Таким образом, первым в осадок выпадет SrSO4 и только затем после него выпадет в осадок  .

Ответ: а).