|
Strona 2 z 2 Odpowiedzi1092 Odp. B KCl jest solą mocnego kwasu i mocnej zasady. W wodzie nie ulega więc hydrolizie i jej wodne roztwory mają odczyn obojętny (probówka III). NH4Cl jako sól mocnego kwasu i słabej zasady ulega hydrolizie kwasowej. Wodne roztwory tej soli mają odczyn kwaśny (probówka I). K2S – sól słabego kwasu i mocnej zasady ulega w wodzie hydrolizy zasadowej – czyli jej wodne roztwory mają odczyn zasadowy (probówkaII). W oparciu o teorię kwasów i zasad Brønsteda: NH4Cl dysocjuje w wodzie na jony NH4+ i Cl-. Jony NH4+ są kwasem sprzężonym ze słabą zasadą (NH3), a jony Cl- są zasadą sprzężoną z kwasem HCl. Kwas chlorowodorowy jest bardzo mocnym kwasem, więc jony Cl- posiadają bardzo znikomy charakter zasadowy. Natomiast zasada NH3 jest słabą zasadą, więc sprzężony kwas jest mocnym kwasem – w roztworze znajdują się jony NH4+ o charakterze kwasowym (kwas) K2S dysocjuje w wodzie na jony K+ i S-2 Jony S2- mają charakter zasadowy (sprzężona zasada słabego kwasu H2S) 1096 Odp. D W punkcie A mamy do czynienie z tlenkiem metalu, który tworzy mocną zasadę i tlenkiem niemetalu, który w reakcji z wodą tworzy mocny kwas. Dodatkowo w reakcji pomiędzy tymi związkami powstanie trudno rozpuszczalny siarczan wapnia: CaO + SO3 → CaSO4 W punkcie B tlenek zasadowy i tlenek niemetalu obojętny. Związki te nie reagują ze sobą. W punkcie C, po reakcji pomiędzy związkami powstanie siarczan(VI) glinu, który w wodzie ulega hydrolizie kwasowej (sól mocnego kwasu i słabej zasady) Tlenek potasu w reakcji z dwutlenkiem węgla (tlenkiem węgla(IV)) tworzy węglan potasu: K2O + CO2 → K2CO3 sól słabego kwasu i mocnej zasady. Sól ta w wodzie ulega hydrolizie zasadowej – odczyn wodnego roztworu jest zasadowy i barwi fenoloftaleinę na różowo (malinowo). 1098 Odp. D O hydroliza kationowej mówimy wtedy gdy kation powstały z dysocjacji soli ulega reakcji z wodą (sól słabej zasady). Hydroliza anionowa oznacza, że anion (reszta kwasowa) reaguje z wodą – sól słabego kwasu. Hydroliza kationowo-anionowa oznacza, że sól musi pochodzić zarówno od słabej zasady jak i słabego kwasu. Warunki te spełniają sole w probówce II (Fe(OH)2 i HNO2), IV (NH4OH i H2S) oraz VI (NH4OH i CH3COOH). 1104 Odp. B Zacznijmy rozwiązywać może od końca. Diwodoroortofosforan(V) sodu w wodzie dysocjuje na jony sodowe (pochodzące od mocnej zasady) i diwodoroortofosforanowe H2PO4-, które pochodzą od dość mocnego kwasu, a na dodatek w wodzie mogą one dysocjować: H2PO4- = H+ + HPO42- Dlatego wodny roztwór tej soli ma odczyn słabo kwaowy. Wodoroortofosforan(V) sodu dysocjuje na jony sodowe i jony wodoroortofosforanowe(V). Reszta kwasowa pochodzi od słabego kwasu diwodoroortofosforowego (H2PO4-, moc kwasu maleje około 104 razy wraz ze wzrostem ładunku ujemnego). Ze względu, że w wodzie reszta kwasowa może jednak dysocjować (w niewielkim stopniu): HPO42- = H+ + PO43- Odczyn wodnego roztworu tej soli jest słabo zasadowy. Ortofosforan sodowy jest solą bardzo słabego kwasu (HPO42-) i mocnej zasady, dlatego wodne roztwory mają odczyn silnie zasadowy. Problem uszeregowania o wiele prościej można rozwiązać posługując się teorią kwasów i zasad Brønsteda. H2PO4- jest słabym kwasem – dlatego wodny roztwór jest słabo kwsowy HPO42- jest związkiem amfoterycznym. Właściwości zasadowe są silniejsze od kwasowych – wodny roztwór soli ma odczyn słabo zasadowy PO43- jest silną zasadą – wodne roztwory soli mają odczyn silnie zasadowy. 1116 Odp. B Nie może to być reakcja dysproporcjonowania ani utlenienia (atomy nie zmieniają swojego stopnia utlenienia. Nie jest to również reakcja zobojętnienia. Zauważmy, że pod wpływem wody chlorek tytanu(IV) uległ rozkładowi. Nie ważne co powstało w reakcji. Rozkład substancji pod wpływem wody nosi nazwę hydrolizy (hydro – woda; liza – rozkład) 1125 Odp. A Po rozpuszczeniu azotanu(III) sodu w wodzie zachodzi proces dysocjacji: NaNO2 → Na+ + NO2- a następnie proces hydrolizy jonów azotanowych(III): NO2- + H2O = HNO2 + OH- (proces ten jest odwracalny i odwrotny do procesu dysocjacji kwasu azotowego (III) Wzór na stałą hydrolizy (stężenie wody zostało uwzględnione w stałej hydrolizy). Pomóżmy licznik i mianownik w równaniu na stałą hydrolizy przez [H+]. Otrzymamy: . Zauważmy, że [H+][OH-]=Kw=1.10-14, natomiast pozostała część jest równa 1/Ka ( , HNO2 = H+ + NO2- ). Stała hydrolizy . Stopień hydrolizy jest to ilość (stężenie) cząsteczek które uległy hydrolizie do ilości (stężenia) początkowego. Z równania hydrolizy wynika, że [HNO2]=[OH-]=x, natomiast [NO2-]=0,01M. Podstawiając dane do równania na hydrolizę otrzymamy: . Stąd x=[HNO2]=5.10-7M, natomiast β=5.10‑7/0,01=5.10-5. Zauważmy, że zgodnie z definicją stopnia hydrolizy: C0.β=[HNO2]=[OH-]. Czyli . Czyli . β=5.10-5. 1127 Odp. C Po dysocjacji octanu amonu, jony ulegają hydrolizie: CH3COO- + NH4+ + H2O = CH3COOH + NH4OH Stała hydrolizy opisana jest wzorem:
 (licznik i mianownik pomnożony został przez [H+] i [OH-]), a następnie pogrupowany:
=3,2.10-5. Oczywiście β=[CH3COOH]/C0. oraz [CH3COOH]=[NH4OH]=x Podstawiając te dane do stałej hydrolizy otrzymamy: , czyli [CH3COOH]=5,66.10-5, a β=5,66.10‑3=0,566% Zauważmy, że jeżeli [CH3COOH]=C0β, to  1130 Odp. C Tego typu zadania najprościej rozwiązuje się wychodząc z teorii Brønsteda kwasów i zasad. Jony octanowe pełnią rolę zasady sprzężonej z kwasem octowym. W roztworze wodnym zachodzi następująca reakcja (reakcja hydrolizy): CH3COO- + H2O = CH3COOH + OH- Stała równowagi tej reakcji: (stężenie wody jako wartość stała zostawała wymnożona i uwzględniona w wartości stałej reakcji). Po wymnożeniu licznika i mianownika przez [H+] otrzymamy: =Kh Z równania reakcji [CH3COOH]=[OH-], a [CH3COO-]=C0. Możemy więc zapisać:  Czyli , natomiast  Podstawiając wartości z zadania otrzymamy: [H+]=1,36.10-8, a pH=-log[H+]=7,9 1134 Odp. A Buforem nazywamy mieszaninę słabego kwasu i soli tego kwasu z mocną zasadą, lub mieszaninę słabej zasady i soli tej zasady z mocnym kwasem. W mieszaninie kwasu octowego i octanu soli, pH roztworu determinowane jest przez stężenie jonów wodorowych, które pochodzą od kwasu octowego: CH3COOH = CH3COO- + H+ Stała dysocjacji kwasu octowego . Zauważmy, że [CH3COOH]=Ckw, a [CH3COO‑]=Csoli. Wzór na stałą dysocjacji kwasu octowego przybierze zatem postać:  Oczywiście . Ckw=n/V=(0,5dm3.0,2mol/dm3)/1dm3=0,1M, Csoli=0,1M Po podstawieniu danych do wzoru na stężenie jonów wodorowych otrzymamy: [H+]=Ka=1,86.10-5, natomiast pH=-log[H+]=4,73
|