Прыклад пытанняў для абмеркавання па электралітах
Электраліты — гэта рэчывы, якія могуць праводзіць электрычнасць пры растварэнні ў вадзе або іншых растваральніках. Электраліты падзяляюцца на два асноўныя тыпы: моцныя электраліты і слабыя электраліты. Моцныя электраліты цалкам іянізуюцца ў растворы, а слабыя электраліты — толькі часткова. Электраліты адыгрываюць жыццёва важную ролю ў розных хімічных рэакцыях і паўсядзённым жыцці. У гэтым артыкуле мы абмяркуем некалькі прыкладаў задач і іх тлумачэнні адносна электралітаў.
Прыклад пытання 1: Вызначэнне ступені іянізацыі
Пытанне: Вядома, што раствор воцатнай кіслаты (CH₃COOH) мае канцэнтрацыю 0,1 М і ступень іанізацыі (α) 4%. Якая канцэнтрацыя іонаў у растворы?
Абмеркаванне:
1. Вызначце ступень іянізацыі:
Ступень іанізацыі (α) — гэта доля рэчыва, якая іянізуецца ў растворы. Улічваючы, што α = 4% = 0.04.
2. Ураўненне іанізацыі воцатнай кіслаты:
\[
\text{CH}_3\text{COOH} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}^+
\]
3. Разлік канцэнтрацыі:
Пачатковая канцэнтрацыя CH₃COOH складае 0,1 М. Паколькі ступень іанізацыі роўная 0,04, то:
\[
[\text{CH}_3\text{COO}^-] = [\text{H}^+] = 0.1 \times 0.04 = 0.004 \text{M}
\]
Канцэнтрацыя неіянізаванага CH₃COOH:
\[
[\text{CH}_3\text{COOH}] = 0.1 \text{M} – 0.004 \text{M} = 0.096 \text{M}
\]
адказ:
\[
[\text{CH}_3\text{COO}^-] = 0.004 \text{M}
[\text{H}^+] = 0.004 \text{M}
[\text{CH}_3\text{COOH}] неіянізаваны = 0.096 \text{ M}
\]
Прыклад пытання 2: Разлік Ksp (добытак растваральнасці)
Пытанне: Дадзена соль BaSO₄, якая мала раствараецца ў вадзе і мае растваральнасць 1,0 × 10⁻⁵ М. Разлічыце Ksp BaSO₄.
Абмеркаванне:
1. Раўнанне растваральнасці солі BaSO₄:
\[
\text{BaSO}_4 (s) \rightleftharpoons \text{Ba}^{2+} (водны) + \text{SO}_4^{2-} (водны)
\]
2. Растваральнасць:
Улічваючы растваральнасць BaSO₄ = 1,0 × 10⁻⁵ М.
3. Разлічыце канцэнтрацыю іонаў:
Калі растваральнасць BaSO₄ = s = 1,0 × 10⁻⁵ М, то:
\[
[\text{Ba}^{2+}] = 1,0 \times 10^{-5} \text{M}
\]
\[
[\text{SO}_4^{2-}] = 1,0 \times 10^{-5} \text{ M}
\]
4. Разлік Ksp:
\[
K_{sp} = [\text{Ba}^{2+}] \times [\text{SO}_4^{2-}]
\]
\[
K_{sp} = (1,0 × 10^{-5}) × (1,0 × 10^{-5})
\]
\[
K_{sp} = 1,0 \times 10^{-10}
\]
адказ:
\[
K_{sp} \text{BaSO₄} = 1,0 \times 10^{-10}
\]
Прыклад пытання 3: pH кіслотных і шчолачных раствораў
Пытанне: Разлічыце pH раствора HCl з канцэнтрацыяй 0,01 М.
Абмеркаванне:
1. Ураўненне іанізацыі HCl:
\[
\text{HCl} \rightarrow \text{H}^+ + \text{Cl}^-
\]
HCl — моцная кіслата, таму іанізацыя завершана.
2. Разлічыце канцэнтрацыю іонаў вадароду:
Канцэнтрацыя HCl = 0,01 М азначае:
\[
[\text{H}^+] = 0.01 \text{M}
\]
3. Разлік pH:
\[
pH = -log[H+]
\]
\[
pH = -log(0.01)
\]
\[
\text{pH} = 2
\]
адказ:
\[
\text{pH} \text{раствор HCl} = 2
\]
Прыклад пытання 4: Разлік pOH асноўнага раствора
Пытанне: Разлічыце pOH і pH раствора KOH з канцэнтрацыяй 0,001 М.
Абмеркаванне:
1. Ураўненне іанізацыі KOH:
\[
\text{KOH} \rightarrow \text{K}^+ + \text{OH}^-
\]
KOH — моцная аснова, таму іанізацыя завершана.
2. Разлічыце канцэнтрацыю гідраксід-іонаў:
Канцэнтрацыя KOH = 0,001 М азначае:
\[
[\text{OH}^-] = 0.001 \text{M}
\]
3. Разлік pOH:
\[
pOH = -log[OH^-]
\]
\[
pOH = -log(0.001)
\]
\[
\text{pOH} = 3
\]
4. Разлік pH:
\[
pH = 14 – pOH
\]
\[
\text{pH} = 14 – 3
\]
\[
\text{pH} = 11
\]
адказ:
\[
\text{pOH} \text{раствор KOH} = 3
\text{pH} \text{раствор KOH} = 11
\]
Прыклад пытання 5: Вызначэнне канцэнтрацыі гідраксід-іонаў
Пытанне: Раствор плавікавай кіслаты (HF) мае pH, роўны 3. Якая канцэнтрацыя гідраксід-іонаў (OH⁻) у растворы?
Абмеркаванне:
1. Вызначце канцэнтрацыю іонаў вадароду:
Улічваючы pH = 3, тады:
\[
[\text{H}^+] = 10^{-3} \text{M}
\]
2. Выкарыстоўваючы канцэпцыю сувязі паміж pH і pOH:
\[
pH + pOH = 14
\]
3. Разлік pOH:
\[
\text{pOH} = 14 – \text{pH}
\]
\[
\text{pOH} = 14 – 3 = 11
\]
4. Разлічыце канцэнтрацыю гідраксід-іонаў:
\[
[\text{OH}^-] = 10^{-\text{pOH}}
\]
\[
[\text{OH}^-] = 10^{-11} \text{M}
\]
адказ:
\[
[\text{OH}^-] \text{ у растворы HF} = 1 \times 10^{-11} \text{ M}
\]
Выснова
Разуменне асноўных паняццяў электралітаў і растваральнасці мае вырашальнае значэнне ў хіміі. Ведаючы, як разлічыць ступень іянізацыі, Ksp, pH і pOH, мы можам вырашаць розныя задачы, звязаныя з растворамі электралітаў. У гэтым артыкуле разгледжаны некалькі прыкладаў задач і іх рашэнняў, каб даць дакладнае разуменне таго, як вырашаць задачы, звязаныя з электралітамі. Спадзяюся, гэта тлумачэнне будзе карысным для чытачоў, якія жадаюць паглыбіць свае веды аб электралітах у хіміі.
