1 курс (энергетики) / защита работы 3 / Защита Р-26
.pdf
Защита. Растворы. Билет 26
Задание 1
Уравнение диссоциации воды: Н2О ↔ Н+ + ОН Стандартная энтальпия диссоциации:
r H2980 f H2980 (продуктов реакции) f H2980 (исходных веществ)
f H2980 (H ) f H2980 (OH ) f H2980 (H2O)
0 кДж/моль+ –229,94 кДж/моль 285,84 кДж/моль 55,9 кДж 55900 Дж
Стандартная энтропия диссоциации:
r S2980 S2980 (продуктов реакции) S2980 (исходных веществ)
S2980 (H ) S2980 (OH ) S2980 (H2O)
0 Дж моль К 10,54 Дж моль К 69,94 Дж моль К 80, 48 Дж К
Формулы для расчета изменения энергии Гиббса:
rGT0 r H2980 T r S2980
rGT0 RT ln KW
Приравниваем формулы и выражаем константу равновесия (ионное произведение воды):
|
H 0 T |
r |
S 0 |
RT ln K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
r |
298 |
|
|
|
298 |
|
|
|
|
|
W |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ln KW |
r H2980 |
T r S2980 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
RT |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
H 0 |
T |
S |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
KW exp |
r |
|
|
298 |
r |
|
|
298 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
RT |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т = 50°С = 50 + 273 = 323К |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Рассчитаем ионное произведение воды KW при температуре T = 323К. |
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
55900 Дж 323K 80, 48 |
Дж |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
H 0 T |
S 0 |
|
|
|
К |
|
5, 7 10 14 |
|||||||||||
KW ,323 exp |
|
|
r |
|
298 |
|
|
r |
|
298 |
|
exp |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
RT |
|
|
|
|
|
|
8,314 Дж |
323K |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
моль К |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание 2 |
|
|
|
|
|
|
Значение константы диссоциации H2SO3 |
по 1ой ступени: KД 1, 7 10 2 |
|
|
|
|||||||||||||||||||
Если pH = 3, то концентрация (активность) катионов H+: [H+] = 10–pH = 10–3 моль/л
Пусть концентрация раствора равна С моль/л, тогда концентрации веществ и ионов будут:
H |
SO |
HSO H |
||
2 |
|
3 |
|
3 |
С 10 3 |
|
10 3 |
10 3 (моль/л) |
|
Выражение константы диссоциации по 1 ступени:
|
|
H |
|
HSO |
|||
K Д |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
H SO |
|
|
||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
2 |
3 |
|
|
Подставляем значения и рассчитываем концентрацию раствора:
1, 7 10 2 10 3 10 3 С 10 3
1, 7 10 2 С 10 3 10 6
С 1, 06 10 3 моль/л
Задание 3
С0(Li2SO3) = С0(Li2SO4) = 0,05 моль/л
Li2SO4 – соль, образованная сильной кислотой и сильным основанием, гидролизу не подвергается.
Среда нейтральная. pH=7
Li2SO3 – соль, образованная слабой кислотой и сильным основанием, гидролизуется по аниону в 2
ступени, гидролиз идет преимущественно по 1ой ступени. Среда щелочная. pH>7
1) SO2 H |
O |
HSO OH |
|
3 |
2 |
|
3 |
Li2 SO3 H2O |
LiHSO3 LiOH |
||
2) HSO H |
O |
H SO OH |
||
3 |
2 |
|
2 |
3 |
LiHSO3 H2O |
H2 SO3 LiOH |
|||
Рассчитаем константу гидролиза по 1ой ступени:
|
|
|
|
|
|
K |
|
|
|
|
10 14 |
1, 6 10 7 |
||
KГ |
|
|
|
W |
|
|
|
|
|
|||||
K |
|
|
|
|
|
|
|
10 8 |
||||||
|
1 |
|
|
|
(H SO ) 6,3 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
Д2 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
Рассчитаем степень гидролиза: |
||||||||||||||
K |
Г |
C 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
KГ |
|
1, 6 10 7 |
|
1,8 10 3 |
|||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
C0 |
0, 05 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Рассчитаем концентрацию ионов OH–, а затем pOH и pH раствора:
OH |
С 0, 05моль/л 1,8 10 3 9 10 5 моль/л |
||
|
|
0 |
|
pOH lg OH lg(9 10 5 ) 4, 05 |
|||
|
|
|
|
pH 14 pOH |
14 4, 05 9,95 |
||
Увеличить степень гидролиза можно:
Нагреванием (гидролиз – эндотермический процесс)
Разбавлением раствора
Введением кислоты (катионы H+ связывают образующиеся в ходе реакции анионы OH– в
слабый электролит – воду)