Exemple de rezolvare a unor probleme tipice

Exemplul 1 Calculați pH-ul unei soluții de acid azotic 3,070% cu o densitate de 1,015 g/cm3.

Dat: = 3,070%

d (ppa) \u003d 1,015 g / cm 3

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

A găsi: pH

Decizie:

1. Scriem ecuația de disociere a acidului azotic într-o soluție apoasă: HNO 3 + H 2 O → H 3 O + + NO 3 -

2. Calculați concentrația molară de acid azotic din soluție și concentrația de echilibru a ionilor de oxoniu din aceasta:

C(HNO3) = = = 0,4945 mol/l

C (HNO 3) \u003d 0,4945 mol / l

eu C(pra) = eu C (HNO 3) \u003d C (HNO 3) \u003d 0,4945

4. Se calculează coeficientul de activitate al ionilor de oxoniu folosind metoda interpolării liniare pe bucăți și datele din Tabelul 2 din Anexă. Pentru aceasta, Tabelul 2 selectați intervalul de valori ale forței ionice (cele mai apropiate valori mai mici și mai mari), în care valoarea scade eu C = 0,4945. Scriem valorile tabelare corespunzătoare eu C și coeficientul de activitate pentru ionii încărcați individual (Z = ±1) așa cum se arată mai jos. Calculăm diferențele dintre valorile tabelare ale forței ionice (Δ eu C), coeficientul de activitate (Δf), precum și diferența dintre cele calculate de noi eu C = 0,4945 și valoarea superioară a tabelului eu C = 0,400 (∆). Din valorile obținute Δ eu C , Δf și Δ, luate în valoare absolută, alcătuiesc proporția pentru calculul X, care este diferența dintre valoarea dorită f(H 3 O +) și valoarea tabelară superioară f(H 3 O +) = 0,820.

eu Cf(H3O+)

0,4945 → ← f (H 3 O +) = 0,820 + X

Δ eu C = 0,100 ––––––– 0,020 = ∆f

Δ = 0,0945 ––––––– Х

X \u003d \u003d 0,019 f (H 3 O +) \u003d 0,820 + 0,019 \u003d 0,839

A(H 3 O +) \u003d f (H 3 O +) \u003d 0,4945 0,839 \u003d 0,415 mol / l

6. Calculați pH-ul soluției:

pH = – lg A(H 3 O +) \u003d - lg 0,415 \u003d 0,38

Răspuns: pH = 0,38.

Exemplul 2 Calculați pH-ul unei soluții de hidroxid de sodiu 0,602% cu o densitate de 1,005 g/cm3.

Dat: = 0,602%

d (ppa) \u003d 1,005 g / cm 3

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

A găsi: pH

Decizie:

1. Notăm ecuația de disociere a hidroxidului de sodiu într-o soluție apoasă: NaOH → Na + + OH -

2. Calculați concentrația molară de hidroxid de sodiu din soluție și concentrația de echilibru a ionilor OH din aceasta:

C(NaOH) = = = 0,151 mol/l

C(NaOH) = 0,151 mol/l

3. Determinați puterea ionică a soluției:

eu C(pra) = eu C (NaOH) \u003d C (NaOH) \u003d 0,151

4. Se calculează coeficientul de activitate al ionilor OH - folosind metoda interpolării liniare pe bucăți și datele din Tabel. 2 aplicatii:

eu Cf(OH-)

0,151 → ← f (OH -) \u003d 0,810 - X

_________________________________________________

0,100 ––––––– 0,010

0,051 ––––––– Х

X \u003d \u003d 0,005 f (OH -) \u003d 0,810 - 0,005 \u003d 0,805

5. Calculați activitatea ionilor OH -:

A(OH -) \u003d f (OH -) \u003d 0,151 0,805 \u003d 0,122 mol / l

pOH = – lg A(OH -) \u003d - lg 0,122 \u003d 0,91

pH = 14,00 - pOH = 14,00 - 0,91 = 13,09

Răspuns: pH = 13,09.

Exemplul 3 Calculați pH-ul unei soluții obținute prin amestecarea în volume egale de 0,0500 mol/L acid sulfuric apos și 0,0200 mol/L acid clorhidric apos. Luați coeficienții de activitate ai ionilor încărcați individual egali cu 0,855.

Dat: V (H2SO4) \u003d V (HCl); f(H30+) = 0,820

C (H2SO4) \u003d 0,0500 mol / l; C(HCI) = 0,0200 mol/l

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

A găsi: pH

Decizie:

1. Scriem ecuațiile de disociere pentru H 2 SO 4 și HCl într-o soluție apoasă:

H 2 SO 4 + H 2 O → H 3 O + + HSO 4 -

HCl + H 2 O → H 3 O + + Cl -

2. Calculăm concentrațiile molare ale acizilor sulfuric și clorhidric în amestec și concentrația de echilibru a ionilor de oxoniu în soluția rezultată.

Deoarece la amestecarea în volume egale a două substanțe, concentrația fiecărui component scade de 2 ori, atunci:

C * (H 2 SO 4) \u003d ½ C (H 2 SO 4) \u003d ½ 0,0500 \u003d 0,0250 mol / l

C * (HCl) \u003d ½ C (HCl) \u003d ½ 0,0200 \u003d 0,0100 mol / l

C * (H 2 SO 4) + C * (HCl) \u003d 0,0250 + 0,0100 \u003d 0,0350 mol / l

3. Deoarece valoarea f(H 3 O +) = 0,855 este dată în starea problemei, nu este nevoie să se calculeze puterea ionică a soluției.

4. Calculați activitatea ionilor de oxoniu:

A(H 3 O +) \u003d f (H 3 O +) \u003d 0,0350 ∙ 0,855 \u003d 0,0299 mol / l

5. Calculați pH-ul soluției:

рH = – lg A(H 3 O +) \u003d - lg 0,0299 \u003d 1,52

Răspuns: pH = 1,52.

Exemplul 4 Calculați pH-ul unei soluții obținute prin amestecarea a 100 ml dintr-o soluție apoasă 0,0200 mol/l de hidroxid de bariu și 300 ml dintr-o soluție apoasă 0,0200 mol/l de azotat de bariu.

Dat: V (Ba (OH) 2) \u003d 100 ml; V (Ba (NO 3) 2) \u003d 300 ml

C (Ba (OH) 2) \u003d C (Ba (NO 3) 2) \u003d 0,0200 mol / l

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

A găsi: pH

Decizie:

1. Scrieți ecuațiile de disociere pentru Ba(OH) 2 și Ba(NO 3) 2:

Ba(OH) 2 → BaOH + + OH -

Ba(NO 3) 2 → Ba 2+ + 2 NO 3 –

2. Calculați concentrațiile molare de hidroxid de bariu și azotat de bariu din amestec și concentrația de echilibru a ionilor OH -:

C * (Ba (OH) 2) \u003d =

0,00500 mol/l

C * (Ba (NO 3) 2) = =

0,0150 mol/l

C * (Ba (OH) 2) \u003d 0,00500 mol / l

3. Determinați puterea ionică a soluției rezultate:

eu C(pra) = eu C (Ba (OH) 2) + eu C (Ba (NO 3) 2) \u003d C * (Ba (OH) 2) + 3C * (Ba (NO 3) 2) \u003d 0,00500 + 3 0,0150 \u003d 0,0500

4. Aflați coeficientul de activitate al ionilor OH - .

Din Tabel. 2 Anexă rezultă că f(OH -) = 0,840 at eu C=0,0500.

5. Calculați activitatea ionilor OH - în soluție:

A(OH -) \u003d f (OH -) \u003d 0,00500 0,840 \u003d 0,00420 mol / l

6. Calculați pOH și pH-ul soluției:

pOH = – lg A(OH -) \u003d - lg 0,00420 \u003d 2,38

pH = 14,00 - pOH = 14,00 - 2,38 = 11,62

Răspuns: pH = 11,62.

Exemplul 5 Calculați pH-ul soluției obținute prin amestecarea în volume egale de soluții apoase de hidroxid de sodiu și acid azotic cu concentrații de 0,0300 mol/l, respectiv 0,0700 mol/l.

Dat: V (NaOH) \u003d V (HNO 3)

C(NaOH) = 0,0300 mol/l; C (HNO 3) \u003d 0,0700 mol / l

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

A găsi: pH

Decizie: Deoarece la amestecarea soluțiilor de hidroxid de sodiu și acid azotic are loc o reacție de neutralizare, pH-ul soluției rezultate va fi determinat de electrolitul care este luat în exces.

1. Determinați concentrațiile molare de NaOH și HNO3 din amestec:

C*(NaOH) = ½ C(NaOH) = ½ 0,0300 = 0,0150 mol/l

C * (HNO 3) \u003d ½ C (HNO 3) \u003d ½ 0,0700 \u003d 0,0350 mol / l

2. Conform ecuației reacției de neutralizare, determinăm care substanță este luată în exces și calculăm concentrațiile de electroliți puternici prezenți în soluție la sfârșitul reacției:

NaOH + HNO3 → NaNO3 + H2O

înainte de reacție: 0,0150 0,0350 0

reacţionează: 0,0150 0,0150

după reacție: 0 0,0200 0,0150

Astfel, soluția după terminarea reacției conține HNO3 nereacționat (exces) și produsul de reacție NaNO3:

C (NaNO 3) \u003d C * (NaOH) \u003d 0,0150 mol / l

C (HNO 3) w = C * (HNO 3) - C * (NaOH) \u003d 0,0350 - 0,0150 \u003d 0,0200 mol / l.

C (HNO3) g = 0,0200 mol/l

3. Determinați puterea ionică a soluției rezultate:

eu C(pra) = eu C (NaN03) + eu C (HNO 3) \u003d C * (NaNO 3) + C (HNO 3) g \u003d 0,0150 + 0,0200 \u003d 0,0350

4. Calculăm coeficientul de activitate al ionilor de oxoniu folosind metoda interpolării liniare pe bucăți și datele din tabel. 2 aplicatii:

eu Cf(H3O+)

0,0350 → ← f (H 3 O +) = 0,870 - X

_________________________________________________

0,0300 –––––––– 0,030

0,0150 –––––––– X

X \u003d \u003d 0,015 f (H 3 O +) \u003d 0,870 - 0,015 \u003d 0,855

5. Calculați activitatea ionilor de oxoniu:

A(H 3 O +) \u003d f (H 3 O +) \u003d 0,0200 0,855 \u003d 0,0171 mol / l

6. Calculați pH-ul soluției:

pH = – lg A(H 3 O +) \u003d - lg 0,0171 \u003d 1,77

Răspuns: pH = 1,77.

DEFINIȚIE

Pur Acid azotic- un lichid incolor, la -42 o C solidificându-se într-o masă cristalină transparentă (structura moleculei este prezentată în Fig. 1).

În aer, la fel ca acidul clorhidric concentrat, „fumă”, deoarece vaporii săi formează mici picături de ceață cu umiditatea aerului.

Acidul azotic nu este puternic. Deja sub influența luminii, se descompune treptat:

4HNO 3 \u003d 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O.

Cu cât temperatura este mai mare și acidul este mai concentrat, cu atât descompunerea este mai rapidă. Dioxidul de azot eliberat se dizolvă în acid și îi conferă o culoare maronie.

Orez. 1. Structura moleculei de acid azotic.

Tabelul 1. Proprietățile fizice ale acidului azotic.

Obținerea acidului azotic

Acidul azotic se formează ca urmare a acțiunii agenților oxidanți asupra acidului azot:

5HNO 2 + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 = 5HNO 3 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O.

Acidul azotic anhidru poate fi obţinut prin distilare sub presiune redusă a unei soluţii concentrate de acid azotic în prezenţa P 4 O 10 sau H 2 SO 4 în toate echipamentele din sticlă fără lubrifiere în întuneric.

Procesul industrial de producere a acidului azotic se bazează pe oxidarea catalitică a amoniacului peste platină încălzită:

NH 3 + 2O 2 \u003d HNO 3 + H 2 O.

Proprietățile chimice ale acidului azotic

Acidul azotic este unul dintre cei mai puternici acizi; în soluții diluate, se disociază complet în ioni. Sărurile sale se numesc nitrați.

HNO3↔H + + NO3-.

O proprietate caracteristică a acidului azotic este capacitatea sa de oxidare pronunțată. Acidul azotic este unul dintre cei mai energici oxidanți. Multe nemetale sunt ușor oxidate de acesta, transformându-se în acizii corespunzători. Deci, atunci când sulful este fiert cu acid azotic, se oxidează treptat în acid sulfuric, fosforul în acid fosforic. Un jar mocnit scufundat în HNO 3 concentrat se aprinde puternic.

Acidul azotic acționează asupra aproape tuturor metalelor (cu excepția aurului, platinei, tantalului, rodiului, iridiului), transformându-le în nitrați, iar unele metale în oxizi.

Acidul azotic concentrat pasivează unele metale.

Când acidul azotic diluat reacţionează cu metale inactive, cum ar fi cuprul, se eliberează dioxid de azot. În cazul metalelor mai active - fier, zinc - se formează oxid de dinazot. Acidul azotic foarte diluat reacționează cu metalele active - zinc, magneziu, aluminiu - pentru a forma un ion de amoniu, care dă azotat de amoniu cu acid. De obicei, se formează mai multe produse simultan.

Cu + HNO3 (conc) = Cu(NO3)2 + NO2 + H20;

Cu + HN03 (diluat) = Cu(N03)2 + NO + H20;

Mg + HN03 (diluat) = Mg (N03)2 + N20 + H20;

Zn + HNO3 (foarte diluat) = Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O.

Sub acțiunea acidului azotic asupra metalelor, hidrogenul, de regulă, nu este eliberat.

S + 6HNO3 \u003d H2SO4 + 6NO2 + 2H2O;

3P + 5HNO 3 + 2H 2 O \u003d 3H 3 PO 4 + 5NO.

Un amestec format din 1 volum de acid azotic și 3-4 volume de acid clorhidric concentrat se numește acva regia. Vodca regală dizolvă unele metale care nu interacționează cu acidul azotic, inclusiv „regele metalelor” - aurul. Acțiunea sa se explică prin faptul că acidul azotic oxidează acidul clorhidric cu eliberarea de clor liber și formarea de clorură de azot (III) sau clorură de nitrozil, NOCl:

HNO 3 + 3HCl \u003d Cl 2 + 2H 2 O + NOCl.

Utilizarea acidului azotic

Acidul azotic este unul dintre cei mai importanți compuși de azot: este consumat în cantități mari în producția de îngrășăminte cu azot, explozivi și coloranți organici, servește ca agent oxidant în multe procese chimice, este folosit în producerea acidului sulfuric de către azotul. metoda, și este folosit pentru a face lacuri de celuloză, film.

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

Noutăți și evenimente

sulfuric acizi grad K și oleum îmbunătățit, cu o capacitate totală de 500 de mii de tone pe an, vândute la locul de producție al companiei din Tolyatti, regiunea Samara. Proiectul va fi finanțat prin Fabrica...

în viața reală - soluții aciziși alcaline, poluare organică. În timpul studiului, probele au fost păstrate timp de 480 de ore în soluții lichide din medii chimic agresive: acid acetic 10%, acid clorhidric concentrat,...

În martie-mai 2019, 15 mii de tone pe lună.

O creștere a aprovizionării cu paraxilen pe piețele externe este prevăzută pe fondul reparațiilor programate la tereftalic. acizi fabrică...

1,5% și s-a ridicat la 100,5 mii tone.

Luna trecută, fabrica a produs 8,43 mii tone de metanol tehnic, crescând producția cu 8,2%. Producția de sulfuric acizi a scăzut cu 5,3% - până la 28,81 mii tone. Volumele producției de caprolactamă au scăzut cu 4,8% - până la...

Potrivit informațiilor Serviciului Vamal Federal al Federației Ruse, în 2018, aproximativ 13.916 mii de tone au fost expediate din Rusia către piețele mondiale. azotîngrășăminte („îngrășăminte minerale sau chimice, azot”, TN VED 3102). Nivel de aprovizionare...

îngrășămintele chimice (în alimente) au crescut ușor - în general, producția tuturor îngrășămintelor a crescut cu 1,4%. În același timp, producția azotîngrășămintele pentru anul au crescut cu 3,7%, fosfat - cu 3,5%. În același timp, eliberarea și potasa...

informație

Companiile ruse pot crește livrările de export de paraxilen

VEB.RF, Gazprombank și KuibyshevAzot au semnat un acord de împrumut sindicalizat ca parte a unei fabrici de finanțare a proiectelor
MISiS a confirmat rezistența chimică a membranei polimerice
Companiile ruse pot crește livrările de export de paraxilen

Director de organizații și întreprinderi

Societate comercială specializată în vânzarea și cumpărarea de chimie tehnică: 1. Acid sare 2. Acid sulfuric 3. Acid ortofosforic 4. Acid azotic 5. Etilenglicol 6. Sodă caustică 7. Peroxid de hidrogen...

Compresoare cu piston de aer și gaz de înaltă presiune, compresoare cu piston pentru stații GNC, azot stații de comprimare, stații mobile de comprimare, azot instalatii membrane, prelucrarea metalelor, turnarea metalelor feroase si neferoase...

Cultură de cereale, grâu, orz, secară, hrișcă. Comerț cu produse agrochimice și îngrășăminte azotși complex complex azotat-fosfor-potasiu.

Putem furniza următoarele produse chimice: - acizi(acetic, sulfuric (dacă este autorizat), clorhidric (dacă este autorizat), ortofosforic, azotic- electrolit - antracit (material filtrant) - fier (III) clorură tehnică...

Se folosește ca îngrășământ pe bază de humic acizi pentru tratarea semințelor de preînsămânțare și ameliorarea cerealelor, tehnice, legume, fructe și fructe de pădure și flori și culturi ornamentale. Fracția de masă a humicului acizi nu mai puțin de 1,0%, aciditate ( pH) nu...

Oferte pentru cumpararea si vanzarea produselor

Antigel CoolStream (Technoform), Antigel Felix, Eurostandard, Combat in Ryazan LLC TFK Komteks, Ryazan, reprezentant oficial al Technoform, Tosol-Sintez, TNK, Rosneft Chevron, Petro-Canada, To...

Ridicare sau livrare în toată Rusia, rutier și feroviar, livrăm în vrac sau ambalate. Unul dintre cele mai sigure și mai eficiente îngrășăminte este diammophoska 10:26:26.

Îngrășăminte minerale în sortiment: Azot, Complex complex toate seria NPK și Solubile în apă pentru culturi legumicole (ferme cu efect de seră). Livrare în toată Rusia prin transport feroviar și rutier...

Ai nevoie de o granulă secundară de calitate? Trebuie să cumpărați un lot mare de polimer granular? Compania noastra este angajata in productia de polietilena de joasa si inalta presiune, polistiren,...

SRL „SPK Zolotaya Tselina” livrează în toată Rusia pe calea ferată și rutieră, livrăm în vrac sau ambalate. Expediere dintr-un depozit pe cheltuiala proprie sau livrare. Produse de îngrășăminte minerale...