WWW.PDF.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Разные материалы
 

«Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет УПИ» А. В. Нечаев Химия Задания для самостоятельной работы ...»

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет УПИ»

А. В. Нечаев

Химия

Задания для самостоятельной работы по теме

«Растворы электролитов. Ионные уравнения»

Учебное электронное текстовое издание

Подготовлено кафедрой «Общая химия и природопользование»

Научный редактор: доц., канд. хим.наук Л. А. Байкова

Методические указания для самостоятельной работы студентов

строительного факультета специальности 270112 – Проектирование зданий.

Содержат теоретический материал, необходимый для выполнения домашних заданий по курсу «Химия»; предназначены для закрепления теоретического материала и контроля знаний и навыков самостоятельной работы студентов строительного факультета.

© ГОУ ВПО УГТУУПИ, 2008 Екатеринбург Растворы электролитов. Ионные уравнения

1. РАСТВОРЫ Всякий раствор состоит, по крайней мере, из двух компонентов: вещества растворителя и растворенного вещества. Растворителем считается то вещество, которое не меняет своего агрегатного состояния.

Характерной чертой растворов (истинных) является диспергирование веществ – компонентов раствора – до состояния молекул, ионов и атомов.

Поэтому растворам присуще свойство однородности и истинные растворы являются молекулярно-дисперсными системами. Кроме того, при растворении происходит взаимодействие растворителя и растворяемого вещества, о чем свидетельствуют тепловые эффекты при растворении.



Следовательно, раствор можно определить как гомогенную физикохимическую систему переменного состава, состоящую из двух и более компонентов и достигшую энергетически устойчивого равновесного состояния в результате взаимодействия между частицами раствора.

В зависимости от агрегатного состояния различают жидкие (морская вода), твердые (сплавы металлов) и газообразные растворы (воздух).

Кроме того, растворы могут быть классифицированы по концентрации.

Концентрация раствора – это количество растворенного вещества, содержащегося в определенном массовом или объемном количестве раствора или растворителя.

Для приблизительного выражения концентрации растворов применяют термины: концентрированный и разбавленные растворы. Концентрированный раствор содержит количество растворенного вещества, сопоставимое с количеством растворителя (в 100г. воды содержится 20г. NaCl). Разбавленный раствор содержит значительно меньше растворенного вещества (в 100г. воды содержится 0, 2г. хлорида натрия).

Из большого количества более точных способов выражения концентрации растворов наиболее употребительны следующие:

1. Массовая доля (процентная концентрация по массе) показывает число единиц массы растворенного вещества в 100 единицах массы раствора. Это отношение массы растворенного вещества к массе раствора:

= mвещ./mр-ра.

Измеряется в долях единицы или в процентах.

2. Молярная концентрация (молярность) показывает количество моль растворенного вещества, содержащегося в 1 литре раствора:

CМ = mвещ./М·V, моль/л, где mвещ – масса растворенного вещества, г;

M – мольная масса растворенного вещества, г/моль;

V – объем раствора, л.

Обозначается буквой M (например, 2М NaCl).

Растворы электролитов Электролиты – это вещества, которые в расплаве или растворе распадаются на ионы. Причина такого распада в растворе – взаимодействие вещества с полярными молекулами растворителя.

Механизм диссоциации В зависимости от характера химической связи в молекулах электролита процесс диссоциации различен. Чем более полярной является связь между атомами, тем в большей степени растворитель вызывает диссоциацию вещества на ионы. Лучше всего диссоциируют вещества с ионной связью, так как их кристаллы уже состоят из ионов (NaCl), при этом положительно и отрицательно заряженные ионы находятся в узлах кристаллической решетки.

При растворении таких веществ в воде диполи воды ориентируются вокруг положительно и отрицательно заряженных ионов. Между ионами и диполями воды возникают силы притяжения, в результате чего связь между ионами ослабевает, происходит переход ионов из кристалла в раствор с образованием гидратированных ионов, то есть ионов, связанных с молекулами воды.

–  –  –

Величина показывает, какая доля внесенных в раствор молекул вещества распадается на ионы: выражается в процентах или в долях.

Измерение величины для большого числа растворенных в воде соединений показало, что степень диссоциации может изменяться в очень широких пределах.

В зависимости от величины электролиты принято классифицировать следующим образом:

30% Сильные электролиты 30% 3% Средние электролиты 3% Слабые электролиты Эти границы носят условный характер.

К сильным электролитам относятся:

– почти все растворимые соли, например, NaCl; Na2SO4; KHCO3;

– многие неорганические кислоты: HCl; HBr; НJ; HNO3; HClO4; HMnO4;

H2SO4 (в разбавленных растворах).

Сила бескислородных кислот возрастает в ряду однотипных соединений при переходе вниз по подгруппе кислотообразующего элемента, например HCl

– HBr – HJ. Сила однотипных кислородных кислот убывает в подгруппе сверху вниз, например HJO4 слабее хлорной кислоты HClO4 – самой сильной из всех кислот. Если элемент образует несколько кислородных кислот, то наибольшей силой обладает кислота, в которой кислотообразующий элемент находится в максимальной степени окисления. Так, серная кислота H2SO4 сильнее сернистой H2SO3.

– гидроксиды элементов главных подгрупп I и II групп Периодической системы: LiOH; NaOH; KOH; Ba(OH)2 и т. д., исключение составляют гидроксиды магния и бериллия.

При переходе вниз по подгруппе по мере увеличения металлических свойств элемента сила гидроксидов возрастает (гидроксиды лантаноидов также сильные основания).

Процесс электролитической диссоциации во всех случаях является обратимым. Поэтому при написании уравнений реакций диссоциации необходимо применять знак обратимости (). Однако в уравнениях диссоциации сильных электролитов можно употреблять знак равенства (=) в силу того, что процесс их диссоциации в растворе протекает практически до конца, и в растворе существуют частицы только правой части уравнения.

–  –  –

К слабым электролитам в водных растворах относятся следующие соединения:

– органические кислоты, а также неорганические кислоты, не относящиеся к сильным. Так, например сероводородная – H2S, сернистая – H2SO3, угольная – H2CO3 и др.;

– гидроксиды d-элементов, например, гидроксид меди (II) – Cu(OH)2, гидроксид железа (II) – Fе(OH)2, гидроксид железа (III) – Fe(OH)3 и др., а также гидроксид аммония – NH4OH.

Основные свойства гидроксидов одного и того же элемента в разных степенях окисления усиливаются с уменьшением степени окисления элемента.

Так, основные свойства Fe(OH)2 выражены сильнее, чем у Fe(OH)3;

– вода;

– некоторые соли.

К электролитам средней силы относятся некоторые неорганические кислоты, например ортофосфорная – H3PO4 и др.

При диссоциации всех слабых электролитов ставится знак обратимости, что значит, что в растворе сосуществуют как ионы, так и молекулы слабых электролитов.

Диссоциация слабых электролитов протекает обратимо:

HF H+ + F—.

Диссоциация многоосновных кислот и многокислотных оснований протекает обратимо и ступенчато.

H+ + HSO3— ; HSO3 H+ +SO32— Примеры: H2SO3 MgOH+ + OH— ; MgOH+ Mg2+ + OHMg(OH)2 KHCO3 = K+ + HCO3 —; HCO3— H+ + CO32— (CuOH)2SO4 = 2CuOH+ + SO42— ; CuOH+ Cu2+ + OH—.

Факторы, влияющие на величину степени диссоциации:

– природа растворителя (степень полярности его молекул). Полярность растворителя характеризуется диэлектрической проницаемостью среды ().

Растворители с более высоким значением диэлектрической проницаемости имеют большую степень диссоциации и наоборот. Хлорид лития в воде (=81) диссоциирует в воде почти полностью, а в бензоле (=2,3) данный электролит на ионы почти не распадается;

– природа растворенного вещества. Чем полярнее связь в молекуле расворенного вещества, тем легче его диссоциация. Например, с увеличением полярности ковалентной связи атомов элементов с атомом водорода в молекулах бескислородсодержащих кислот в ряду HF – HCl – HBr- HJ растет их степень диссоциации;





– концентрация раствора. Степень диссоциации возрастает при увеличении разбавления раствора;

– температура. С ростом температуры степень диссоциации электролитов увеличивается;

– наличие одноименного иона в растворе. Добавление к раствору слабого электролита сильного электролита с одноименным ионом приводит к уменьшению степени диссоциации исходного электролита согласно принципу Ле-Шателье. Например, если в раствор уксусной кислоты СH3COOH прибавить дополнительно ацетат натрия СH3COONa, уксусная кислота почти перестает диссоциировать.

–  –  –

Константа диссоциации показывает, насколько полно проходит этот процесс слева направо. Её величина зависит от природы слабого электролита и растворителя, а также от температуры. В отличие от степени диссоциации константа диссоциации не зависит от концентрации раствора. Это позволяет вывести математическую зависимость между константой диссоциации (Кдис) и степенью диссоциации ().

Если общую концентрацию уксусной кислоты принять равной С, то при степени диссоциации концентрация:

[СH3COO-] = [ H+]= С, а [СH3COOH ] = (1-)С.

Кдис = 2 * С/(1 - ).

Тогда:

Эта формула является математическим выражением закона разбавления

Оствальда. Для очень слабых электролитов 1 и, следовательно:

= Kд / с.

К 2 · С или То есть степень диссоциации слабого электролита обратно пропорциональна корню квадратному из молярной концентрации раствора и с разбавлением раствора она увеличивается.

Константа диссоциации, как уже отмечалось выше, зависит от природы вещества и температуры и не зависит от концентрации электролита.

Реакции обмена в растворах электролитов В соответствии с теорией электролитической диссоциации реакции в водных растворах электролитов протекают между ионами. Если при этом не происходит изменения степени окисления атомов элементов, входящих в состав реагирующих веществ, то их относят к реакциям ионного обмена.

Ионными реакциями называют реакции обмена между ионами в растворах электролитов, не сопровождающиеся изменением степеней окисления атомов.

Реакции ионного обмена в растворах электролитов в большинстве случаев практически необратимы и проходят до конца слева направо, если продуктами их взаимодействия являются труднорастворимые вещества, газы или слабые электролиты либо комплексные ионы.

При составлении ионных уравнений в виде ионов записывают только растворимые сильные электролиты. Вещества, являющиеся слабыми электролитами или электролитами средней силы, выпадающие в осадок или выделяющиеся в виде газа, записываются в виде молекул.

–  –  –

Задание 4. Напишите молекулярные и ионные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения.

1. Ni(OH)2 (NiOH)2SO4 NiSO4 Ni(OH)2

2. CuSO4 (CuOH)2SO4 Cu(OH)2 CuOHNO3

3. Bi(NO3 )3 BiOH(NO3)2 Bi(OH)3 Bi2O3

4. Co(OH)2 CoOHCl CoCl2 Co(NO3)2

5. Pb(NO3)2 PbOHNO3 Pb(OH)2 K2PbO2

6. NiCl2 Ni(OH)2 NiOHCl NiCl2

7. CrOHCl2 CrCl3 Cr(OH)3 CrOHSO4 8. (SnOH)2SO4 SnSO4 Sn(OH)2 Na2SnO2

9. NiBr2 NiOHBr Ni(OH)2 NiSO4

10. CoSO4 Co(OH)2 (CoOH)2SO4 Co(NO3)2

11. Cr(OH)3 CrOHSO4 Cr2(SO4)3 CrCl3

12. NiSO4 (NiOH)2SO4 Ni(OH)2 NiBr2.

13. Fe2O3 FeCl3 FeOHCl2 FeCl3

14. Ca(HCO3)2 CaCO3 Ca(HCO3)2 H2CO3

15. Cu(OH)2 (CuOH)2SO4 CuSO4 (CuOH)2SO4

16. FeOHSO4 Fe2(SO4)3 Fe(OH)3 FeCl3.

17. Sn(OH)2 SnOHNO3 Sn(OH)2 K2SnO2.

18.. NiBr2 Ni(OH)2 NiOHCl NiCl2.

19. Al(OH)3 Al(OH)2Cl AlCl3 Al(NO3)3.

20. CoCl2 Co(OH)2 (CoOH)2SO4 CoSO4.

21. Bi(OH)3 Bi(OH)2NO3 Bi(OH)3 Bi2O3.

22. Cu(OH)2 CuOHCl CuCl2 Cu(NO3)2.

23. CoSO4(CoOH)2SO4 Co(OH)2 Co(NO3)2.

24. NiCl2 NiOHCl Ni(OH)2 (NiOH)2SO4.

25. Fe(OH)2NO3Fe(NO3)3Fe(OH)3Fe(NO3)3.

26. CaHPO4 Ca3(PO4)2 CaHPO4 H3PO4

27. ZnCl2 ZnOHCl Zn(OH)2 Na2ZnO2.

28. Cr2(SO4)3 CrOHSO4 Cr(OH)3 K3CrO3.

29. (ZnOH)2SO4Zn(OH)2Zn(NO3)2ZnOHNO3.

30. Ba(OH)2Ba(HCO3)2 BaCO3 Ba(HCO3)2 Задание 5. По заданным ионным уравнениям напишите соответствующие молекулярные.

1. Сa2+ + SO32 = CaSO3

2. H+ + OH = H2O

3. Сo2+ + OH + Cl = CoOHCl

4. Al3+ + 3OH = Al(OH)3

5. HSO3 + OH = SO32 + H2O

6. Ag+ + Br = AgBr

7. Сo2+ + S2 = CoS

8. Be(OH)2 + 2OH = BeO22 + 2H2O

9. 2H+ + SO32 = H2SO3

10. Ni2+ + Cl + OH = NiOHCl

11. Сu2+ + 2PO43 = Cu3(PO4)2

12. Fe3+ + 2NO3 + OH = FeOH(NO3)2

13. Ni2+ + S2 = NiS

14. Al3+ + 2OH + NO3 = Al(OH)

15. CO2 + OH = HCO3

16. Sr2+ + SiO32 = SrSiO3

17. CuO + 2H+ = H2O + Cu2+

18. Mg2+ + SO32 = MgSO3

19. S2 + H+ = HS

20. Cd2+ + Br + OH = CdOHBr

21. ZnO22 + 2H+ = Zn(OH)2

22. Bi3+ + 3OH = Bi(OH)3

23. Cu2+ + S2 = CuS

24. H+ + CO32 = HCO3

25. Fe2+ + 2OH = Fe(OH)2

26. 2Cu2++ SO42+ 2OH = (CuOH)2SO4

27. Al3+ + PO43 = AlPO4

28. FeO + 2H+ = Fe2+ + H2O

29. P2O5 + 6OH = 2PO43 + 3H2O

30. 3Ca2+ + 2PO43 = Ca3(PO4)2 Учебное электронное текстовое издание Александр Владимирович Нечаев

Похожие работы:

«95-3657 РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ Акустический детектор FlexSonic™ Датчик утечки газа модели АС100 Трансмиттер модели ATX10 Версия 2.3 11/13 95-3657 ОГЛАВЛЕНИЕ УСТРАНЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ....... 32 НАЗНАЧЕНИЕ.ДЕТЕКТОРА.............. 5 Характерные особенности................»

«АННОТАЦИИ Рабочие программы дисциплин в структуре Основной образовательной программы по направлению подготовки 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника (программа прикладного бакалавриата Электромеханика) 1Б.Б.01 Иностранный язык Дисциплина базовой части Учебного плана (от 27.10.2015 № 2...»

«Введение. 2 Структурные подразделения ИПК и ПК. 3 Повышение квалификации (от 72 часов). 1. 4 Строительство и архитектура. 1.1. 5 Лесопромышленный комплекс. 1.2. 6 Целлюлозно-бумажная промышленность. 1.3. 7 Топливно-энергетический комплекс и ЖКХ. 1.4. 8 Транспорт. 1.5. 9 Открытые горные ра...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имен...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ ИНСТИТУТ ХОЛОДА И БИОТЕХНОЛОГИЙ А.П. Нечипоренко ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ (ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ) МЕТОДЫ АНАЛИЗА Электрохимические мето...»

«ИЗО деятельность дошкольников. Основные принципы обучения дошкольников ИЗО деятельности. Доступность (соответствие учебного материала возрастным особенностям). Сознательность (усвоение детьми знаний и умений сознательно, с...»

«Богер Наталья Владимировна учитель химии Муниципальное бюджетное образовательное учреждение «Каргасокская средняя общеобразовательная школа №2» Томская область, Каргасокский район, с.Каргасок МЕТОД ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ КАРТ НА УРОКАХ ХИМИИ. РАЗРАБОТКА УРОКА «СТРОИТЕЛЬНЫ...»

«Функциональная специализация полушарий у детей с задержкой психического развития и с умственной отсталостью М.Н. Фишман Институт коррекционной педагогики РАО, Москва Исследования по функциональ...»

«Котов Артемий Александрович Механизмы речевого воздействия в публицистических текстах СМИ Специальность 10.02.19 – Теория языка Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата филологических наук Москва – 2003 Работа выполн...»

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСВА ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ НАПРАВЛЕНИЕ ГЕОЛОГИЯ КАФЕДРА КРИСТАЛЛОГРАФИИ И КРИСТАЛЛОХИМИИ БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА «Теоретическое исследование механических свойств твёрдых растворов щелочных галогенидов с изоморфными замещениям...»










 
2017 www.pdf.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - разные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.