Ионная сила, коэффициент активности, активность

Ионная сила, коэффициент активности, активность.
Расчет ионной силы в растворе электролита (электролитов).
1. Рассчитайте ионную силу раствора, полученного при смешении 60 мл
2,0·10-2 М нитрата калия и 40 мл 1,0·10-2 М нитрата кальция. (2,4·10-2).
2. Рассчитайте ионную силу раствора, полученного при смешении равных
объемов 1,0·10-1 М аммиака и 1,0 М нитрата аммония. (0,5).
3. Какую массу хлорида натрия необходимо растворить в 100 мл 0,1 М
НСl, чтобы получить раствор, имеющий ионную силу 0,50. (2,34г).
4. В каком объеме 5,0·10-3 М нитрата алюминия необходимо растворить
0,47г алюмокалиевых квасцов (KAl(SO4)2·12H2O), чтобы полученный
раствор имел ионную силу 5,0·10-2? (450мл).
Расчет ионной силы в растворе после протекания химических реакций.
Рассчитать ионную силу раствора, полученном при смешении 150 мл
0,1М раствора хлорида бария и 50мл 0,05М сульфата натрия. (0,21).
Расчет коэффициентов активности по предельному и расширенному
закону Дебая-Хюккеля, уравнению Дэвиса.
В 1л 1,0·10-3 М НСl растворили 0,15г хлорида калия. Рассчитайте
коэффициент активности иона водорода в полученном растворе. (0,94).
В
500мл
воды
растворили
0,28г
минерала
карналлита
(KCl·MgCl2·6H2O). Чему равна ионная сила полученного раствора и
коэффициент активности Cl- в нем? (8,0·10-3; 0,90).
15 г сульфата калия растворили в 100 мл воды, а затем объем раствора
довели до 1л. Рассчитайте коэффициент активности всех ионов,
присутствующих в растворе. (0,71; 0,26).
Расчет активности ионов в растворе электролитов.
5. Рассчитайте активность катиона кальция в растворе, полученном при
смешивании равных объемов 1,0·10-3 М хлорида кальция и нитрата
кальция. (7,7·10-4 М).
6. В 2л воды растворили 6,45г глауберовой соли (Na2SO4·10H2O). Чему
равна ионная сила полученного раствора и активности ионов натрия в
нем? (3,0·10-2; 1,7·10-2 М).
7. Термодинамическое произведение растворимости фосфата лития при
25°С равно 3,2·10-9. Рассчитайте концентрационное произведение
растворимости этого электролита при ионной силе 5,0·10 -2. (3,5·10-8).
Протолитические равновесия.
Расчет рН сильных кислот и оснований, расчет рН сильных кислот и
оснований при концентрации <10-6М.
8. Пробу объемом 10мл 1,0·10-2 М KOH разбавили водой до 1л.
Рассчитайте рН полученного раствора. Каким станет значение рН, если
1,0 мл полученного раствора также разбавить водой до 1л. (10,0; 7,21).
9. В 1л воды растворили 1,12л (н.у.) хлороводорода. Рассчитайте рН
полученного раствора с учетом и без учета его ионной силы. (1,37;
1,30).
Какой объем раствора соляной кислоты с массовой концентрацией
растворенного вещества 83,0 г/л следует взять, чтобы при разбавлении
его водой до 500мл был получен раствор, рН которого равен 2,50?
(0,7 мл).
В 0,5л воды растворили 0,14г гидроксида калия. Чему равен рН
полученного раствора? Сколько граммов гидроксида калия необходимо
добавить к этому раствору, чтобы его рН стал равен 12,5? (11,70;
0,745 г).
Расчет рН слабых одноосновных кислот и слабых однокислотных
оснований.
10.Какое значение рKa должна иметь кислота, чтобы рН ее водного
раствора с концентрацией 0,10 М был равен 1,30? (1,30).
11.В 100мл воды растворили 4,10г трихлоруксусной кислоты. Раствор
разбавили водой до 1,0л. Какое значение рН будет иметь полученный
раствор? (1,65).
12.Водный раствор вещества В, являющегося однокислотным основанием,
имеет рН 11,5. Концентрация растворенного вещества в данном
растворе равна 0,15 М. Рассчитайте величину рКа кислоты,
сопряженной с веществом В. (9,82).
Расчет рН слабых двухосновных кислот при соотношении
Ka1/Ka2> 1000.
13.Рассчитайте рН раствора щавелевой кислоты с массовой
концентрацией растворенного вещества 0,90 г/л. (2,06).
Определите равновесную концентрацию частиц S2-в растворе с общей
концентрацией H2S1,0·10-2 М, если рН данного раствора равен 11,0.
(2,4·10-4М).
Расчет рН двухосновных кислот, диссоциирующих нацело по первой
ступени.
Рассчитайте рН раствора 0,10М серной кислоты. (0,96).
Расчет рН смеси кислот, оснований и солей.
14.Смешали по 50 мл раствора с массовой концентрацией уксусной
кислоты 10 г/л и раствора с массовой концентрацией муравьиной
кислоты 5,0 г/л. Рассчитайте рН полученной смеси. (2,47).
15.Смешали равные объемы 1,0·10-3 М HCl и 5,0·10-1 М HCOOH.
Рассчитайте рН полученной смеси. (2,16).
Рассчитайте рН лекарственного средства, имеющего состав:
гексаметилентетрамина и натрия бензоата по 2,0г, воды очищенной до
100мл. Значение KBH+=1,3·10-5 для гексаметилентетрамина. (9,06).
Расчет рН солей, гидролизующихся по аниону, по катиону, по аниону и
катиону.
16.Рассчитайте рН раствора, полученного при смешивании равных
объемов раствора с концентрацией фенола 4,70 г/л и 5,0·10 -2 М
гидроксида калия. (11,14).
17.Рассчитайте рН 0,1М раствора NH4CN. (9,27).
Сколько граммов бензоата натрия содержится в 100мл раствора
данного вещества, рН которого равен 9,00? (9,07 г).
Расчет рН кислых солей.
18.Рассчитайте рН раствора гидрокарбоната натрия с массовой
концентрацией растворенного вещества 50,0 г/л. (8,33).
19.Водный раствор гидросульфата натрия имеет рН 2,00. Рассчитайте
массу NaHSO4, содержащегося в 100мл такого раствора. (0,22 г).
Расчет рН буферных растворов.
20.К 40мл 5,0·10-2 М KH2PO4 прибавили 60мл 5,0·10-2 М Na2HPO4.
Рассчитайте рН и буферную емкость полученного раствора. (7,39;
2,8·10-2).
21.В каком соотношении объемов следует смешать 2,0·10-1 М уксусную
кислоту и 2,0·10-1 М ацетат натрия, чтобы получить раствор, имеющий
буферную емкость 0,115 моль/л? Рассчитайте рН этого раствора. (1:1;
4,76).
Какие минимальные концентрации аммиак и хлорида аммония должны
быть в буферном растворе, чтобы его рН был равен 9,00, а при
добавлении к 1л раствора 1,0·10-3моль сильной одноосновной кислоты
значение рН уменьшалось бы не более, чем на 0,02? (3,6·10-2 М;
6,2·10-2 М).
22.Для получения аммиачного буферного раствора в некотором объеме
5,0·10-1 М аммиака растворяли определенную навеску хлорида аммония
и полученный раствор доводили водой до 1л. Какой должна быть масса
навески хлорида аммония и в каком объеме раствора аммиака следует
ее растворить, чтобы полученный буферный раствор имел рН 9,50 и
буферную емкость 0,10? (3,6 г;245 мл).
Равновесия комплексообразования.
Расчет констант нестойкости и констант устойчивости комплексных
ионов.
Константа образования комплекса [Zn(NH3)]2+ из Zn2+ и NH3 равна 151,
а константа образования комплекса [Zn(NH3)2]2+ из [Zn(NH3)]2+ и NH3
равна 178. Чему равна общая константа нестойкости [Zn(NH3)2]2+?
(3,72·10-5).
Расчет концентрационных констант устойчивости комплексных ионов.
23.Рассчитайте
величину
общей
концентрационной
константы
-1
2
образования [Fe(SCN)3] при ионной силе 2*10 . (9,56·10 ).
Расчет равновесных концентраций металла, комплексных ионов,
лиганда, среднего лигандного числа.
24.Какой должна быть равновесная концентрация тиосульфат-ионов,
чтобы молярная доля [Ag(S2O3)]- (lg β1 = 8,82) в растворе была в 5 раз
больше молярной доли [Ag(S2O3)2]3- (lg β2 = 13,46)? (4,6·10-6 М).
25.К 100 мл раствора с массовой долей нитрата серебра 0,1% прибавили
100 мл раствора с массовой концентрацией аммиака 10,0 г/л.
Рассчитайте равновесную концентрацию ионов серебра в полученном
растворе и среднее лигандное число. (2,0·10-9 М; 2,0).
Расчет условных констант устойчивости комплексных ионов.
26.Рассчитайте условную общую константу образования комплекса
[AlF6]3- при рН1,0. (2,33·107).
27.Рассчитайте равновесную концентрацию ионов кальция в 5,0·10 -3 М
нитрате кальция при рН 13,0. Значения констант образования
гидроксильных комплексов кальция равны: β1 = 14, β2 = 350.
(8,5·10-4 М).
Рассчитайте условную константу образования комплекса цинка с
ЭДТА при рН 10,0 и в присутствии аммиачного буферного раствора,
если равновесная концентрация аммиака равна 0,50 М. Считать, что в
данных условиях в растворе присутствуют только комплексный ион
[Zn(NH3)6]2+, β6 = 5,6·1012. (1,3·105).
Равновесия осадок – раствор.
Расчет
растворимости
труднорастворимого
соединения
в
дистиллированной воде.
В каком объёме воды может раствориться 1,0 г йодата бария? (2,85 л).
Расчет растворимости труднорастворимого соединения в присутствии
индиффирентного электролита.
28.Во сколько раз можно повысить растворимость хромата серебра, если
в 1,0 л его насыщенного раствора растворить 10,0 г КNO3? (1,7).
Расчет растворимости труднорастворимого соединения в присутствии
иона-осадителя.
29.Какая масса йодата бария может раствориться в 500 мл 1,0·10-2 М
йодата калия? Влияние ионной силы на растворимость не учитывать.
(3,65 мг).
Расчет растворимости труднорастворимого соединения при протекании
побочных реакций.
30.Рассчитать молярную концентрацию оксалата бария в его насыщенном
растворе, рН которого 3,0. (1,5·10-3 М).
31.Сколько граммов иодида серебра можно растворить в 100 мл 1,0 М
аммиака? (8,8 мг).
Рассчитайте минимальную массу сульфата бария, которая будет
оставаться в 1,0 л насыщенного раствора этого вещества при
добавлении к нему избытка сульфата натрия. Влияние ионной силы на
константы равновесия не учитывать. Константа образования комплекса
BaSO4 равна 2,3·102. (5,9 мкг).
Проверка условий выпадения осадка.
32.Выпадет ли осадок фторида кальция, если к 1 мл раствора с массовой
долей нитрата кальция 0,1% прибавить 0,1 мл раствора с массовой
долей фторида натрия 1%? (Осадок выпадает).
33.Образуется ли осадок гидроксида магния, если к 25 мл 1,0·10-3 М
нитрата магния прибавить такой же объем аммиачного буферного
раствора, полученного при смешивании равных объемов 0,2 М аммиака
и 0,1 М хлорида аммония? (Осадок не выпадает).
При каком минимальном значении рН образуется осадок карбоната
кальция из раствора, в котором общие концентрации ионов кальция и
угольной кислоты равны 1,0·10-3 М. (7,91).
Окислительно – восстановительные равновесия.
Расчет реального и формального потенциала полуреакции.
34.Рассчитайте величину реального и формального электродного
потенциала полуреакции восстановления в кислой среде дихроматиона до катиона хрома (III), если активность Cr3+ в растворе равна
5,0·10-2 М, активность дихромат-иона – 2,0·10-1 М, а рН раствора 2,0.
(1,07; 1,05).
35.Рассчитайте величину формального и реального потенциала для
полуреакции Ag+ + e—> Ag в присутствии в растворе сульфид-иона в
концентрации 0,01М. (-0,667В; -0,608В).
36.Рассчитайте величину формального и реального потенциала для
полуреакции Ag+ + e—> Ag в присутствии в растворе тиосульфат-иона
в концентрации 0,01М. (0,005В; 0,241В).
Расчет значений констант окислительно-восстановительных реакций.
37.Рассчитайте значение термодинамической константы равновесия
реакции окисления ионовFe2+ ионами MnO4-, притекающей в кислой
среде. (4,2·1062).
Расчет электродного потенциала полуреакции по правилу Лютера.
38.Известно, что E°Pb2+/Pb = -0,126 В и E°Pb4+/Pb2+ = 1,66 В. Рассчитайте
E°Pb4+/Pb. (0,767 В).
Расчетыпо ЭДС электрохимической цепи.
39.Рассчитайте буферную емкость ацетатного буферного раствора,
полученном при смешении 0,1М уксусной кислоты и 0,1М гидроксида
натрия, потенциал водородного электрода относительно СВЭ в
котором -0,295В. (5,2·10-2).
40.Потенциал водородного электрода в 0,05 М растворе натриевой соли
фенилуксусной кислоты, измеренный относительно СВЭ, оказался равен
-0.500 В. Рассчитайте рКа фенилуксусной кислоты. (4,26).
Величина ЭДС цепи равна 0,500 В.
Pt, H2 | HCl || KCl | AgCl, Ag
Рассчитайте рН раствора, находящегося в водородном электроде, если
активность хлорид-иона в хлорсеребряном электроде равна 1,0·10-2 М.
(2,71).
Пробоподготовка и пробоотбор.
41.На анализ поступила проба мази массой 0,1г. Ожидаемая массовая
доля лекарственного вещества в данной пробе составляет
приблизительно 0,1%. Какой предел определения должна иметь
выбранная методика анализа, чтобы поступившей пробы хватило не
менее чем на 5 параллельных определений? (0,02 мг).
42.0,2% раствор сульфата магния имеет плотность 1,05 г/мл. Сколько
граммов MgSO4·7H2O необходимо добавить к 100мл данного раствора,
чтобы получить раствор с концентрацией растворенного вещества
0,5моль/л. Изменением объема раствора при растворении сульфата
магния пренебречь, считать, что объем раствора изменяется только за
счет воды, находящейся в кристаллогидрате. (12,67 г).
Экстракционные равновесия.
Расчет степени разделения веществ при экстракции.
43.Коэффициент распределения фенола между тетрахлорметаном и водой
равен 0,5, а коэффициент распределения тимола – 245. Рассчитайте
коэффициент разделения фенола и тимола при их экстракции
тетрахлорметаном из водного раствора. (490).
Расчет константы и коэффициента распределения.
44.Рассчитайте
коэффициент
распределения
эфедрина
между
хлороформом и водой, если при однократной экстракции 200 мл
хлороформом из 100 мл водной фазы в экстракт переходит 84% от
исходного количества алкалоида. (2,6).
Расчет степени извлечения и количества экстракций.
45.Какое минимальное число экстракций порциями бензола по 10 мл
необходимо провести для извлечения не менее 99% никотина из 100 мл
водной фазы, если коэффициент распределения никотина между
бензолом и водой равен 9. (8).
Рассчитайте степень извлечения органической кислоты, имеющей
рКа = 4,0, при экстракции ее 50 мл хлороформа из 25 мл водной фазы
при рН 3,0. Константа распределения неионизированных молекул
кислоты в данной экстракционной системе равна 10, константу
распределения анионов считать пренебрежимо малой. (94,8%).
Гравиметрический метод анализа.
46.Какой объем сульфата бария с концентрацией дигидрата хлорида бария
30 г/л с учетом его 50% избытка необходимо взять для осаждения
сульфат-ионов из 1,0 г пробы с массовой долей сульфата цинка 25%.
(19 мл).
47.Рассчитайте массовую долю влаги в образце лекарственного сырья,
если известно, что масса пустого тигля равна 20,6284 г, масса тигля с
навеской до высушивания – 22,1456 г, а после высушивания –
22,0535 г. (6,07%).
При обработке 0,55г MgSO4·nH2O избытком BaCl2 было получено
0,4 г сухого осадка. В предположении, что образуются три
кристаллогидрата: MgSO4·1H2O, MgSO4·7H2O, MgSO4·12H2O, сделать
вывод об их соотношении. Учесть, что MgSO4·7H2O является наиболее
устойчивой формой. (n(MgSO4·7H2O) : n(MgSO4·12H2O) = 4 : 19).
Статистическая обработка экспериментальных данных.
Расчет среднего значения, доверительного интервала, относительного
стандартного отклонения.
48.При анализе таблеток, содержащих берберина бисульфат, из расчета на
среднюю массу одной таблетки получены значения массы
определяемого вещества (мг): 5,0; 5,2; 5,1; 5,2; 5,0. Рассчитайте среднее
значение результата анализа, границы его доверительного интервала и
относительное стандартное отклонение. (5,1 ± 0,1; 2,0·10-2).
Исключение промахов.
49.При определении массы лекарственного вещества в таблетке были
получены следующие экспериментальные данные 13,2; 11,3; 11,4; 11,5;
11,0; 9,4 (мг). Определите, содержат ли полученные данные промахи.
(Промахов нет).
Сравнение воспроизводимости результатов двух параллельных серий,
сравнение средних значений двух параллельных серий.
50.При определении концентрации некоторого раствора по первой
методике были получены следующие величины концентраций (моль/л):
0,251; 0,241;
0,231; 0,261; 0,221; а при использовании второй
методики – 0,234; 0,219; 0,224; 0,227; 0,235 (моль/л). Сравните средние
значения концентраций и воспроизводимость результатов, полученные
по двум методикам. (Средние значения достоверно неразличимы;
воспроизводимость результатов анализа одинакова).