Гетерогенные равновесия (стр. 4 )

5. Вычислите массу SrSO4 в 2 л насыщенного при 250С раствора этой соли. (SrSO4) =3,2×10–5, M(SrSO4) = 183,6 г/моль

Ответ: 2,07 г

ЭТАЛОНЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Задача 1. После осаждения BaSO4, который использовали при рентгеноскопии, осталось 1,5 л насыщенного раствора при t = 250С. Вычислить массу BaSO4 в этом растворе.

Решение

В насыщенном растворе устанавливается равновесие:

BaSO4 ⇄ Ba2+ +

Обозначим за х концентрацию ионов Ва2+:

С(Ва2+) = C() = х моль/л

Так как соль малорастворима, то концентрация ионов мала и I»0, f » 1, » Ks

Ks = С(Ва2+) × C() = х2

С(Ва2+) = C() =

Из справочника находим, что

(BaSO4) = 1×1×10–10.

Количество вещества BaSO4

n(BaSO4)=C(Ba2+) ×Vраствора,

а масса

m(BaSO4) = C(Ba2+) ×V раствора× M(BaSO4).

Подставив значения, получим:

m =×1,5×233 = 3,7×10–3(г)

Ответ: m(BaSO4) =3,7×10–3 г

Задача 2. Осаждают Са3(РО4)2 из 0,001 М раствора соли Са2+. Рассчитать минимальную концентрацию ионов в растворе необходимую для получения этого осадка.

Решение:

Схема равновесия в насыщенном растворе над осадком Са3(РО4)2:

Са3(РО4)2⇄ 3Ca2+ +

Константа растворимости Са3(РО4)2:

Ks(Са3(РО4)2) = [Ca2+]3 × []2

откуда:

[]=

Из справочника находим, что (Са3(РО4)2) = 2×10–29.

Так как концентрация ионов в растворе мала, то принимаем = Ks.

Тогда []= = 1,41×10–10 моль/л

Ответ: осадок образуется при []> 1,41×10–10моль/л

Задача 3. Образуется ли осадок СаС2О4, если к насыщенному раствору CaSO4 добавить равный объем раствора Na2C2O4 с концентрацией 1×10–7 моль/л?

Решение:

Схема равновесия в насыщенном растворе над осадком CaSO4:

СаSО4⇄ Ca2+ +

Обозначим через х концентрацию каждого из ионов [Ca2+] = [] = х моль/л, тогда

Ks(CaSO4) = x2 [Ca2+] = моль/л

Поскольку при смешивании исходных растворов общий объем раствора возрастает вдвое, то концентрации ионов уменьшаются в 2 раза. Найдем произведение концентраций ионов Са2+ и и сравним его с константой растворимости оксалата кальция. Условием образования осадка СаС2О4 является:

[Ca2+]×[] > Ks

Из справочника найдем СаSО4 и (СаC2О4) ;

СаSО4 = 2,5×10–5 ; (СаC2О4) = 2,6×10–9

В разбавленных растворах = Ks;

[Ca2+] = ; [] = ;

[Ca2+]×[]= 1,25×10–10

Ответ: осадок не образуется, так как 1,25×10–10 < 2,6×10–9

Задача 4. Растворимость PbI2 при 250С равна 0,581 г/л. Вычислить Ks(PbI2) при 250С. M(PbI2)= 461,0 г/моль.

Решение

Схема равновесия в насыщенном растворе над осадком PbI2

PbI2⇄ Pb2+ + 2I– (1)

Константа растворимости PbI2

Ks(PbI2) = [Pb2+] × [I–]2 (2)

Установим связь между Ks и растворимостью PbI2 (S моль/л). Из уравнения (1) видно, что при растворении 1 моль PbI2 в раствор переходит 1 моль Pb2+ и 2 моль I– – ионов. Следовательно, если растворяется S моль/л PbI2, то в насыщенном растворе:

[Pb2+] = Sмоль/л; [I–]= 2S моль/л

Подставив эти значения в уравнение (2), получим:

Ks(PbI2) = S × (2S)2 = 4s3 (3)

Выразим растворимость PbI2 в моль/л. Поскольку молярная масса (PbI2) равна 461 г/моль, то растворимость PbI2, выраженная в моль/л, равна

S = = 1,26×10–3 моль/л

По уравнению (3) найдем Ks(PbI2):

Ks(PbI2) = 4×(1,26×10–3)3 = 8×10–9

Ответ: Ks(PbI2) =8×10–9

Задача 5. Константа растворимости Cr(OH)3 равна 5,4×10–31 при 200С. Вычислить растворимость Cr(OH)3 (в моль/л и в г/л) при 200С. M(Cr(OH)3)= 103 г/моль.

Решение

Схема равновесия в насыщенном растворе над осадком Cr(OH)3:

Cr(OH)3⇄ Cr3+ + 3OH– (1)

Константа растворимости Cr(OH)3:

Ks(Cr(OH)3) = [Cr3+] × [OH–]3 (2)

Установим связь между Ks и растворимостью Cr(OH)3 (S моль/л). Из уравнения (1) видно, что при растворении 1 моль Cr(OH)3 в раствор переходят 1 моль Cr3+ и 3 моль ОН– –– ионов. Следовательно, если растворяется S моль/л Cr(OH)3, то в насыщенном растворе:

[Cr3+] = S моль/л, [OH–] = 3S моль/л

Подставив эти значения в уравнение (2), получим:

Ks(Cr(OH)3) = S× (3S)3 = 27S4

Откуда:

=1,19×10–8 моль/л

Поскольку молярная масса Сr(OH)3 равна 103 г/моль, то растворимость Сr(OH)3, выраженная в г/л, составит:

1,19×10–8×103 = 1,22×10–6 г/л

Ответ: 1,19×10–8 моль/л; 1,22×10–6 г/л

ГЛАВА VII

электрическая проводимость растворов

электролитов

Биомедицинская значимость темы

Внутренняя среда животных и человека обладает ионной проводимостью. В проведении электрического тока участвуют как неорганические, так и органические ионы. Лучше всего проводят электрический ток биологические жидкости и ткани, содержащие относительно большие концентрации высокоподвижных ионов. Это кровь, лимфа, мышечная ткань. Плохими проводниками электрического тока являются нервная ткань, кожа, сухожилия. Костная ткань является диэлектриком.

В организме животных и человека электрический ток распространяется по пути наименьшего омического сопротивления, главным образом по межклеточным пространствам, кровеносным и лимфатическим сосудам, мышцам.

Электрическая проводимость кожи и внутренних органов может измениться при различных патологических состояниях. Например, при воспалительных процессах электрическая проводимость тканей уменьшается, так как набухание клеток приводит к уменьшению сечения межклеточного пространства.

Явление электрической проводимости лежит в основе метода электротерапии. К электротерапевтическим методам лечения относятся электростимуляция, гальванизация, лечебный электрофорез и т. д.

В саниратно-гигиенических лабораториях метод кондуктометрии используется для контроля процесса очистки и качества воды, содержания вредных примесей в воздухе, воде и пищевых продуктах.

В фармацевтической практике кондуктометрическое титрование применяется для количественного определения ряда лекарственных препаратов.

Будущему врачу важно знать основные положения теории электрической проводимости растворов электролитов и уметь применять эти знания на практике. Знание темы необходимо студентам для последующего изучения ряда вопросов биохимии, фармакологии, нормальной и патологической физиологии, санитарии и гигиены, физиотерапии.

Основные понятия

Все проводники электрического тока делятся на 2 класса:

1. Проводники первого рода –– это электронные проводники, т. е. такие проводники, в которых переносчиками заряда (электрического тока) являются электроны. К проводникам первого рода относятся металлы.

2. Проводники второго рода –– это ионные проводники, т. е. такие проводники, в которых переносчиками заряда являются ионы. К проводникам второго рода относятся электролиты, т. е. такие вещества, которые в растворах или расплавах проводят электрический ток.

Все проводники второго рода делятся на сильные и слабые электролиты.

Теория сильных электролитов исходит из допущения полной диссоциации электролита на ионы. В растворе сильного электролита количественной характеристикой межионного взаимодействия являются коэффициент активности раствора. В концентрированных растворах сильных электролитов fa<<1, в бесконечно разбавленных растворах сильных электролитов fa®1.

Теория слабых электролитов исходит из того, что в растворе существует равновесие между ионизированной и неионизированной формами слабого электролита: КA ⇄ К+ + A–, которое сдвигается вправо по мере увеличения разбавления. Количественной характеристикой способности слабого электролита к диссоциации является степень диссоциации – a. В концентрированных растворах слабых электролитов a<<1, в бесконечно разбавленных растворах слабых электролитов a ®1.