Аналитическая химия 8 При обнаружении ионов бария в виде бария хромата реакция удается с 0

Аналитическая химия
8. При обнаружении ионов бария в виде бария хромата реакция удается с 0,04 мл 0,0001 моль/л раствора бария хлорида. Вычислите предел обнаружения ионов бария и предельное разбавление для данной реакции. Напишите уравнение соответствующей реакции в ионном виде.

Предельное разбавление Vlcm  – максимальный объём раствора, в котором может быть обнаружен один грамм данного вещества при помощи данной аналитической реакции.
Предельное разбавление находим по формуле:
W = V * 106 / m , где
V – минимальный объем раствора
m – обнаруживаемый минимум. ( мкг)
найдем массу ионов бария в 0,0001 моль/л
m(Ba2+) = * M
m(Ba2+) = 0,0001 моль/л * 137 г/моль = 0,0137г= 13,7 мкг
W = 0,04 * 106 / 13,7 = 5,48 * 105 мл

Предел обнаружения (открываемый минимум) Сmin  это наименьшая масса ионов бария, в 1 мл исследуемого раствора
Cmin = 1/ W
Cmin = 1/ 5,48 * 105 = 4 * 10 -6 г/мл

K2Cr2O7 + 2BaCl2 + H2O => 2BaCrO4 ↓ + 2KCl + 2HCl
2К+ + Сr2O72- + 2Ba2+ + 4Cl- + H2O => 2BaCrO4 + 2K + + 2Cl- + 2H+ + 2Cl-
Сr2O72- + 2Ba2+ + H2O => 2BaCrO4 + 2H+

18. Рассчитайте активность ионов аммония в растворе, полученном смешиванием 50 мл 0,038 моль/л раствора аммония нитрата, 25 мл 0,004 моль/л раствора аммония фосфата и 25 мл 0,004 моль/л раствора аммиака. При расчете используйте данные табл. 9, 10 Справочника [3].
Поскольку нитрат аммония и фосфат аммония – сильные электролиты, то их диссоциация в растворе будет полной и необратимой, проходящей по уравнениям:
Напишем диссоциацию веществ в растворе
NH4NO3 => NH4+ + NO3–
(NH4)3 PO4=> 3NH4 + + PO43-
А гидроксид аммония – слабый электролит и концентрация ионов очень мала, поэтому им мы можем пренебречь
Ионная сила раствора для электролитов рассчитывается по уравнению
I = ½(Cm1·Z12 + Cm2·Z22 + Cm3·Z32 + Cm4·Z42+…)
Для наших уравнений это будет:
I = ½(Cm1 (NH4+)·12 +Cm(NO3–)·(-1)2 +Cm2 (NH4+)∙ 12 +Cm(PO43–)·(-3)2)
Так как у нас по условию дана молярная концентрация, а нам нужна моляльная Сm
Cm = Cм мольmводыкг так как концентрация ионов незначительна, то принимаем, что численно объем раствора совпадает с массой воды. При этом масса воды должна быть выражена в кг
Общий объем воды = 50мл+25мл+25мл=100мл.
Это будет 100г воды или 0,1 кг
Cm(NH4NO3) = (NH4NO3)/·m(H2O)
(NH4NO3) = Cм * V = 0,038моль/л * 0,05л = 0,0019моль
Cm(NH4NO3) = 0,0019моль / 0,1 кг=0,019 моль/кг
Сm1 (NH4+) = Cm(NH4NO3) ; Сm (NO3-) = Cm(NH4NO3)

Cm((NH4)3 PO4) = ((NH4)3 PO4)/·m(H2O)
((NH4)3 PO4)= Cм * V = 0,004моль/л * 0,025л = 0,0001моль
Cm((NH4)3 PO4) = 0,0001моль / 0,1 кг=0,001 моль/кг
Сm2 (NH4+) =3* Cm((NH4)3 PO4); Сm (PO43-) = Cm((NH4)3 PO4)
I = ½(0,019 ·12 + 0,019 ·(-1)2 + 3*0,001 ∙ 12 +0,001 ·(-3)2 ) =
= ½(0,019 +0,019 +0,003+0,009) = 0,0385 моль/кг
По справочнику находим , что этой ионной силе раствора соответствует коэффициент активности иона аммония: fNH4+ = 0,83
тогда активность катиона аммония будет равна
а(NH4+) = f(NH4+) Cm(NH4+)
общая Cm(NH4+) = Сm1 (NH4+) + Сm2 (NH4+) = 0,019 + 0,003=0.022 моль/кг
а(NH4+) = 0,83 * 0,022 = 0,01826 моль/кг

46. Рассчитайте рН раствора, в 400 мл которого содержится 0,366 г бензойной кислоты. При расчете используйте табл. 4, 35 Справочника [3].

Диссоциация кислоты протекает по следующему уравнению:
HC7H5O2 H+ + C7H5O2-
рН = -lg[H+]
Концентрацию ионов водорода при диссоциации рассчитывается по формуле:
[H+] = Kкислоты * Cкислоты
Скислоты = mM*V
M(кислоты) =122,125г/моль Ккислоты = 6,2·10-5
Объем у нас выражен в мл, надо перевести в л 400мл = 0,4л
Подставляем : Скислоты = 0,366 г122,125г/моль*0,4л = 0,0075 моль/л
[H+] = 6,2·10-5 * 0,0075 = 6,8 * 10-4
рН = -lg6,8 * 10-4 = 3,17 среда кислая, так как рН<7

82. Рассчитайте рН буферного раствора, полученного добавлением 0,41 г натрия ацетата к 100 мл 0,5 моль/л раствора уксусной кислоты. При расчете используйте табл. 4,35 Справочника [3].

для кислотных буферных систем: рН = рК(кислоты) + lgС солиС кислоты  . 
Это уравнение называют уравнением Гендерсона – Гассельбаха.
Ккислоты = 1,74* 10-5 рКкислоты = -lg1,74* 10-5 = 4,76
Найдем концентрацию соли в полученном растворе
M(CH3COONa) = 82,0348 г/моль, V раствора =100мл=0,1л
Ссоли=mM*V = 0,41г82,0348гмоль*0,1л= 0,05 моль/л
рН = 4,76 + lg0,050,5 = 4,75 + 1 = 5,75
При добавлении ацетата натрия к уксусной кислоте, рН увеличился и стал равным 5,75

96. Вычислите KSO никеля гидроксида, если в 1 л его насыщенного раствора содержится 7,36•10–4 г. этого соединения. При расчете используйте табл. 4 Справочника [3].
Для начала найдем молярную концентрацию
M(Ni(OH)2) = 92,71 г/моль
См = mM*V Cм = 7,36*10-492,71*1 = 7,9* 10-6 моль/л
Термодинамическая константа равновесия обратимого процесса растворения-осаждения малорастворимого сильного электролита KtmAnn называется термодинамическим произведением растворимости и выражается следующим образом:
KSо(KtmAnn) ,(2)
где и – активности Ktn+ и Anm- в насыщенном водном растворе, моль/л;
– активность твердого вещества KtmAnn, принимаемая равной единице;
m и n – стехиометрические коэффициенты.

Записываем уравнение гетерогенного равновесия между осадком гидроксида никеля и его ионами в насыщенном растворе, указав их молярные концентрации:
Ni(OH)2 Ni2+ + 2OH-
S S 2S
тв насыщенный раствор
Обозначив через S молярную растворимость гидроксида никеля, т.е. S(Ni(OH)2) = S, получаем, что равновесные концентрации ионов Ni2+ и OH– равны:
[Ni2+] = S,[OH–] = 2S
Значит [Ni2+] = 7,9* 10-6 моль/л , [OH–] = 7,9* 10-6 = 1,58*10-5 моль/л

Выражаем термодинамическое произведение растворимости гидроксида никеля через его молярную растворимость:
KSo Ni(OH)2 = а(Ni2+)·а2(OH-)2
Для весьма малорастворимых соединений ( K°S < 10-7 ) концентрации ионов в его насыщенном растворе очень малы и межионные силы практически не играют роли. Поэтому коэффициенты активности можно принять равными единице. В данном случае вместо активностей можно использовать равновесные концентрации ионов малорастворимого соединения в его насыщенном растворе, а вместо произведения активностей (K°S ) – произведение растворимости KS, или концентрационное произведение растворимости.
KS (Ni(OH)2) = [Ni2+]*[OH-]2
K0 S (Ni(OH)2) =7,9* 10-6 * (1,58*10-5)2 = 1,25 * 10-15
130. Какая масса (в граммах) бария сульфата может раствориться в 200 мл 0,025 моль/л водного раствора бария нитрата? Задачу решить с учетом ионной силы. При расчете используйте табл. 4, 8, 9, 10 Справочника [3].

В насыщенном растворе сульфата бария имеет место равновесие:
BaSO4 Ba2+ + SO42-
Присутствие одноименного иона приводит к сдвигу гетерогенного равновесия в лево () , т.е. в сторону малорасторимой соли, что понижает ее растворимость.
В соответствии с уравнением диссоциации
ПРBaSo4 = [Ba2+] * [SO42-]
Обозначим растворимость соли S моль/л, тогда концентрация ионов в насыщенном растворе будет: [Ba2+] =S моль/л, [SO42-] = S моль/л
Определим растворимость сульфата бария в растворе нитрата бария. Нитрат бария –сильный электролит и диссоциацирует в водном растворе: Ba(NO3)2 Ba2+ + 2NO3- .
У нас 200 мл 0,025 моль/л раствора – это будет 0,2 * 0,025=0,005 моль вещества нитрата бария.
Поэтому концентрации ионов в растворе будут равны:
[Ba2+] = (S+0,005) моль/л [SO42-] = S моль/л , [NO3-] = (2*0,005) моль/л
Значение S очень мало, значит [Ba2+] = 0,005 моль/л
ПРBaSo4 с учетом ионной силы раствора будет определяться:
ПРBaSo4 = f [Ba2+] * f [SO42-]
Подставим ПРBaSo4 = 0,005 * S * f2
отсюда S= ПРВaSO40,005*f2
Тонная сила раствора будет определяться ионами Ba2+ и NO3-
Рассчитаем ионную силу: не забываем, что масса воды выражается в кг, значит 200мл = 0,2 кг ( так как плотность воды принята за 1 г/мл)
I = ½[Cm(Ba2+)·(+2)2 + Cm(NO3–)·(-1)2 ];
Cm(Ва2+) =Cm(Ba(NO3)2) = (Ba(NO3)2)/(m(H2O)) =>
Cm(Ва2+) = 0,005/(0,2) = 0,025 моль/кг.
Cm(NO3–)= 2 Cm(Ba(NO3)2) = 2* 0,025 = 0,05 моль/кг
Отсюда I = ½[0,025 *4 + 0,05 * 1] = 0.075 моль/кг
По таблице f Ba2+ для этой ионной силы равно: 0,42
Находим S= ПРВaSO40,005*f2 S= 1,1*10-100,005*0,422 = 1,25 * 10-7 моль/л
И теперь находим массу сульфата бария:
M(BaSO4) = 233,4 г/моль
m= 1,25 * 10-7 * 233,4 = 2,9 * 10-5 г

158. Какой реакцией можно открыть катион бария в присутствии катионов кальция и стронция?:
А. с серной кислотой;
В. с раствором натрия карбоната;
С. с раствором натрия гидрофосфата;
Д. с раствором калия дихромата в присутствии ацетат-ионов;
Е. с раствором калия гексацианоферрата(II) в присутствии солей аммония.
Напишите уравнение соответствующей реакции.
Д. с раствором калия дихромата в присутствии ацетат-ионов ;
K2Cr2O7 + 2BaCl2 + H2O => 2BaCrO4 ↓ + 2KCl + 2HCl

Ионы кальция и стронция осадка НЕ образуют

180. Укажите реагент для проведения микрокристаллоскопической реакции на катион натрия:
А. калия гексацианоферрат(II);
В. калия гексагидроксостибат;
С. аммония оксалат;
Д. реактив Несслера;
Е. олова(II) хлорид.
Напишите уравнение соответствующей реакции

На странице представлен фрагмент работы. Его можно использовать, как базу для подготовки.

Заказать полное решение

Часть выполненной работы