PROBLEMY OBLICZENIOWE i ZADANIA

Obliczyć stężenie jonów wodorowych i pcH w 0,25 M
roztworze H

2

SO

4

. pK

a2

= 1,1

2

Kwas siarkowy(VI) – H

2

SO

4

, mocny kwas dwuzasadowy

H

2

SO

4

→ H

+

+ HSO

4

-

, pierwszy etap

HSO

4

-

↔ H

+

+ SO

4

2-

, drugi etap, K

a2

= 10

-1,12

= 0,0759

Anion HSO

4

-

jest kwasem średniej mocy, dlatego w drugim

etapie dysocjacji H

2

SO

4

ustala się stan równowagi ze stałą

dysocjacji K

a2

:

0759

,

0

1

]

[

]

][

[

4

2

4

2













o

a

c

HSO

SO

H

K

Bilans stężeń w stanie równowagi:
c

k

– analityczne stężenie kwasu siarkowego(VI)

[H

+

]

1

= c

k

[H

+

]

2

= [SO

4

2-

]

[H

+

] = [H

+

]

1

+ [H

+

]

2

= c

k

+ [H

+

]

2

[HSO

4

-

] = c

k

– [H

+

]

2

Aby obliczyć całkowite stężenie jonów wodorowych

należy najpierw obliczyć z wyrażenia na K

a2

stężenie jonów

wodorowych [H

+

]

2

z drugiego etapu dysocjacji:

o

k

k

a

c

H

c

H

H

c

K

1

]

[

]

)[

]

[

(

2

2

2

2















0

]

)[

(

]

[

2

2

2

2
2













k

a

a

k

c

K

H

K

c

H

0

018975

,

0

]

[

3259

,

0

]

[

2

2
2











H

H

Δ = 0,106211+4∙0,018975 = 0,182111
Δ

1/2

= 0,426745

3

2

/

0504

,

0

2

426745

,

0

3259

,

0

]

[

dm

mol

H











[H

+

] = [H

+

]

1

+ [H

+

]

2

= c

k

+ [H

+

]

2

= 0,250 + 0,0504 = 0,255

mol/dm

3

pcH = - log 0,255 = 0,59

Dobrać współczynniki stechiometryczne w reakcji
utleniania i redukcji:

a) Fe

2+

+ ClO

-

+ H

+

→ Fe

3+

+ Cl

-

+ H

2

O

Fe

2+

→Fe

3+

+ 1e

-

/x2

Cl

+

+2e

-

→Cl

-

/x1

2 Fe

2+

+ ClO

-

+ 2H

+

= 2 Fe

3+

+ Cl

-

+ H

2

O

b) HCl + KMnO

4

→ Cl

2

+ MnCl

2

+ KCl + H

2

O

Cl

-

→ ½ Cl

2

+ 1e

-

/ x10

Mn

7+

+5e

-

→ Mn

2+

/x2

16 HCl + 2 KMnO

4

= 5 Cl

2

+ 2 MnCl

2

+ 2KCl + H

2

O

c) Cu

2

O

+ HNO

3

→ Cu(NO

3

)

2

+ NO + H

2

O

2 Cu

+

→2 Cu

2+

+ 2e

-

/x3

N

5+

+ 3e

-

→ N

2+

/x2

3 Cu

2

O

+ 14 HNO

3

→ 6 Cu(NO

3

)

2

+ 2 NO + 7 H

2

O

d) Hg + NO

3

-

+ Cl

-

+ H

+

→ HgCl

4

2-

+ NO + H

2

O

(

reakcja roztwarzania Hg w wodzie królewskiej

)

Hg

0

+ 4 Cl

-

→ HgCl

4

2-

+ 2e

-

/x3

NO

3

-

+ 4 H

+

+ 3e

-

→ NO + 2 H

2

O /x2

3Hg + 2NO

3

-

+ 12Cl

-

+ 8H

+

= 3HgCl

4

2-

+ 2NO + 4H

2

O

e) NO

2

+ H

2

O → HNO

3

+ HNO

2

N

4+

→ N

5+

+ 1e

-

/1x (

utlenianie

)

N

4+

+ 1e

-

→ N

3+

/1x (

redukcja

)

2 NO

2

+ H

2

O = HNO

3

+ HNO

2

Obliczyć masę wodorotlenku sodu potrzebną do
zobojętnienia 100 cm

3

20,0% roztworu H

2

SO

4

o gęstości d = 1,143 g/cm

3

.

V = 100 cm

3

20,0% H

2

SO

4

, d = 1,143 g/cm

3

M

H2SO4

= 98,08 g/mol, M

NaOH

= 39,997 g/mol

m

NaOH

= ?

H

2

SO

4

+ 2 NaOH = Na

2

SO

4

+ 2H

2

O

n

NaOH

: n

H2SO4

= 2 : 1 → n

NaOH

= 2∙n

H2SO4

m

H2SO4

= m

roztworu

∙p[%]/100 = V∙d∙ p[%]/100 =

100∙1,143∙20,0/100 = 22,86 g
n

H2SO4

= m

H2SO4

/ M

H2SO4

= 22,86/98,08 = 0,2331 mol

n

NaOH

= 2∙0,2331 = 0,4662 mol

m

NaOH

= n

NaOH

∙M

NaOH

= 0,4662∙39,997 = 18,6 g NaOH

Jaka objętość 0,50 M HCl jest potrzebna do
całkowitego roztworzenia 2,45g cynku?
M

Zn

= 65,39g/mol

c

HCl

= 0,50 mol/dm

3

, V

HCl

= ?

Zn + 2HCl = ZnCl

2

+ H

2

↑

n

HCl

: n

Zn

= 2 : 1 → n

HCl

= 2n

Zn

n

Zn

= m

Zn

/M

Zn

= 2,45/65,39 = 0,0375 mol

n

HCl

= 2∙0,0375 =0,0750 mol

n

HCl

= V

HCl

∙c

HCl

V

HCl

= n

HCl

/c

HCl

= 0,0750/0,50 = 0,150 dm

3

= 150 cm

3