МНОГО ! 1. Как влияет на равновесие в растворе электролита добавление вещества, содержащего одноименный ион?
а) как изменится концентрация ионов водорода в растворе уксусной кислоты при добавлении ацетата натрия?
б) как изменится концентрация гидроксид-ионов в растворе гидроксида аммония при добавлении в раствор нитрата аммония? ответ обоснуйте.
2. Напишите полные и краткие ионно-молекулярные уравнения реакций между: а) серной кислотой и гидроксидом натрия;
б) сероводородной кислотой и гидрокидом натрия;
в) сульфатом цинка и избытком гидроксида калия.
Для того чтобы вычислить температуру кипения и замерзания раствора хлорида натрия, нам потребуется использовать формулу Моле-Кулонта. Начнем с вычисления изменения температуры, которое будет следовать из этих формул.
Формула Моле-Кулонта для изменения температуры выглядит следующим образом:
ΔT = K * m * i,
где ΔT - изменение температуры, K - постоянная Моле-Кулонта (равна 1,86 °C*кг/моль для водного раствора), m - молярность раствора (количество вещества в 1 кг растворителя), i - ионная сила раствора (сумма ионных концентраций).
Для решения данной задачи нам необходимо вычислить молярность раствора и ионную силу раствора.
Первый шаг - вычисление молярности раствора:
Массовая доля хлорида натрия (NaCl) в 0,9%-м растворе равна 0,9 г на 100 г раствора.
Для удобства расчётов предположим, что у нас есть 100 г раствора, следовательно, количество NaCl равно 0,9 г.
Масса NaCl выражена в граммах, но для расчётов нам необходимо знать количество вещества в молях. Для этого воспользуемся формулой:
n = m / M,
где n - количество вещества в молях, m - масса, M - молярная масса хлорида натрия (NaCl).
Молярная масса NaCl составляет 58,5 г/моль (23 г/моль для натрия и 35,5 г/моль для хлора). Таким образом:
n = 0,9 г / 58,5 г/моль ≈ 0,01538 моль.
Теперь у нас есть количество вещества в молях (molarity) равное 0,01538 моль.
Второй шаг - вычисление ионной силы раствора:
Для вычисления ионной силы (i) мы должны рассмотреть ионные частицы в растворе. Хлорид натрия ионизируется в растворе в ионы натрия (Na+) и хлорида (Cl-).
Так как степень диссоциации хлорида натрия равна 100% (так как мы имеем полностью ионное соединение), то сумма ионных концентраций (ионной силы) равна сумме концентраций ионов натрия и хлорида:
i = [Na+] + [Cl-].
Поскольку ионов натрия и хлорида равное количество (1И:1А), их концентрации одинаковы, поэтому:
i = [Na+] + [Cl-] = 2[Na+] = 2[Cl-].
Таким образом, нам нужно рассмотреть только концентрацию одного иона.
Концентрация одного иона вычисляется следующим образом:
[Na+] = n / V,
где [Na+] - концентрация иона натрия, n - количество вещества в молях, V - объем раствора.
Объем раствора не предоставлен в задаче, поэтому мы не можем вычислить его. Однако расчеты не имеют смысла без объема. Необходимо уточнить объем раствора, чтобы вычислить ионную силу.
Тем не менее, я могу объяснить, как применять полученную информацию, если бы мы имели объем раствора. Зная ионную силу, мы бы могли использовать формулу Моле-Кулонта, чтобы вычислить изменение температуры.
Например, если у нас был бы объем раствора, равный 1000 мл (1 л), и мы знали бы, что концентрация одного иона (натрия или хлорида) составляет 0,01538 моль/л, то мы могли бы вычислить ионную силу:
i = 2 * (0,01538 моль/л) = 0,03076.
Затем, используя полученную ионную силу, мы могли бы вычислить изменение температуры с помощью формулы Моле-Кулонта:
ΔT = K * m * i.
Так как моль-кг (молярность раствора) равна молярности в случае молярного объема раствора (1 л), нам нужно умножить молярность (моль/л) на 1000 для получения моль-г (молярности на 1000 мл):
m = (0,01538 моль/л) * 1000 мл = 15,38 моль/г.
Теперь, используя все полученные значения, мы можем вычислить ΔT:
ΔT = 1,86 °C*кг/моль * 15,38 моль/г * 0,03076 = 0,86221 °C.
Таким образом, изменение температуры составляет примерно 0,86221 °C.
Теперь, когда мы вычислили изменение температуры, нам нужно определить, как это изменение температуры влияет на точку кипения и замерзания раствора.
Температура кипения раствора повышается на изменение температуры, тогда как температура замерзания раствора понижается на изменение температуры.
Таким образом, для нашего раствора мы должны добавить изменение температуры к температуре кипения/замерзания воды.
Например, стандартная температура кипения воды при атмосферном давлении равна 100 °C, а температура замерзания воды равна 0 °C.
Таким образом, если рассчитанное изменение температуры было положительным, температура кипения раствора будет равна 100 °C + 0,86221 °C = 100,86221 °C, а температура замерзания будет равна 0 °C - 0,86221 °C = -0,86221 °C.
Если бы рассчитанное изменение температуры было отрицательным, то температура кипения и замерзания изменяется в обратном порядке.
К сожалению, более точный ответ нельзя получить без предоставленного объема раствора. Если вы сможете предоставить объем раствора, я смогу рассчитать температуру кипения и замерзания более точно.
В данном уравнении видно, что гидроксидные ионы (OH^-) и ионы карбоната (CO_3^{2-}) образуют воду и углекислый газ.
Из предложенных вариантов ответов, нужно выбрать такие исходные вещества, чтобы образовались гидроксидные ионы и ионы карбоната.
Варианты "Гидроксид цинка и угольная кислота", "Гидроксид цинка и гидроксид калия" и "Угольная кислота и гидроксид калия" не могут привести к данной реакции, так как ни одно из исходных веществ не содержит ионов карбоната (CO_3^{2-}).
Остаются два варианта: "Гидроксид цинка и углекислый газ" и "Угольная кислота и углекислый газ". Давайте рассмотрим каждый из них подробнее.
1) Гидроксид цинка (Zn(OH)_2) + углекислый газ (CO_2):
Zn(OH)_2 + CO_2 → ???
Гидроксид цинка распадается на ионы цинка (Zn^{2+}) и гидроксидные ионы (OH^-):
Zn(OH)_2 → Zn^{2+} + 2OH^-
Углекислый газ реагирует с гидроксидными ионами:
CO_2 + 2OH^- → ?
В этой реакции ионы гидроксида (OH^-) соединяются с углекислым газом (CO_2) и образуют ионы карбоната (CO_3^{2-}) и молекулы воды (H_2O):
CO_2 + 2OH^- → CO_3^{2-} + H_2O
Таким образом, данная реакция подходит к заданному уравнению: 2OH^- + CO_2 = CO_3^{2-} + H_2O.
2) Угольная кислота (H_2CO_3) + углекислый газ (CO_2):
H_2CO_3 + CO_2 → ???
Угольная кислота распадается на ионы водорода (H^+) и ионы карбоната (CO_3^{2-}):
H_2CO_3 → 2H^+ + CO_3^{2-}
Углекислый газ реагирует с водородными ионами:
CO_2 + 2H^+ → ?
В этой реакции ионы водорода (H^+) соединяются с углекислым газом (CO_2) и образуют ионы карбоната (CO_3^{2-}):
CO_2 + 2H^+ → CO_3^{2-} + H_2O
Таким образом, исходные вещества "Гидроксид цинка и углекислый газ" и "Угольная кислота и углекислый газ" могут привести к данному ионному уравнению.