Напишите уравнения диссоциации

Этот материал относится к предмету химия, конкретно к разделу электролитическая диссоциация и расчёты по химическим формулам. Рассмотрим каждый пункт подробно:

1. Напишите уравнения диссоциации следующих соединений:

• Сульфат железа (III) — Fe₂(SO₄)₃

Уравнение диссоциации: \[ Fe_2(SO_4)_3 \rightarrow 2Fe^{3+} + 3SO_4^{2-} \]

• Ортофосфорная кислота (H₃PO₄)

Это слабая кислота, диссоциация которой идет ступенчато:

\[ H_3PO_4 \rightleftharpoons H^+ + H_2PO_4^− \quad (1\text{-я ступень}) \]

\[ H_2PO_4^− \rightleftharpoons H^+ + HPO_4^{2−} \quad (2\text{-я ступень}) \]

\[ HPO_4^{2−} \rightleftharpoons H^+ + PO_4^{3−} \quad (3\text{-я ступень}) \]

• Дигидрофосфат аммония — (NH₄)H₂PO₄

Уравнение диссоциации: \[ (NH_4)H_2PO_4 \rightarrow NH_4^+ + H_2PO_4^− \]

• Гидрокосульфат алюминия — \(Al(SO_4)(OH)\)

Возможное уравнение диссоциации частично гидролизованного вещества: \[ Al(SO_4)(OH) \rightleftharpoons Al^{3+} + SO_4^{2−} + OH^− \]

• Гидроксид никеля (II) — Ni(OH)₂

Это слабое основание, поэтому диссоциация неполная:

\[ Ni(OH)_2 \rightleftharpoons Ni^{2+} + 2OH^− \]

Для слабого электролита (например, гидроксид никеля) можно записать выражение для константы диссоциации \(K_d\):

\[ K_d = \frac{[Ni^{2+}][OH^-]^2}{[Ni(OH)_2]} \]

2. Определите рН раствора HCl с концентрацией 0.036 г/л.

Сначала найдем молярную концентрацию HCl. Для этого нужно воспользоваться формулой:

\[ C = \frac{m}{M} \]

где:

• \( C \) — молярная концентрация (моль/л),
• \( m \) — масса растворенного вещества (г),
• \( M \) — молярная масса кислоты HCl (36,5 г/моль).

Рассчитаем:

\[ C = \frac{0.036}{36.5} = 0.000986 \, \text{моль/л} \]

HCl — сильная кислота, диссоциирует полностью:

\[ HCl \rightarrow H^+ + Cl^− \]

Концентрация \( [H^+] \) равна концентрации кислоты, то есть \( [H^+] = 0.000986 \, \text{моль/л} \).

Теперь можем найти \( pH \) по формуле:

\[ pH = -\log[H^+] \]

\[ pH = -\log(0.000986) \approx 3.00 \]

3. Сколько граммов растворенного вещества содержится в 0.5 л 0.1 н раствора H₂SO₄?

Нормальность (н) показывает количество эквивалентов растворенного вещества на 1 литр раствора. Для H₂SO₄ один моль даёт два эквивалента протонов \( H^+ \), поэтому нормальность равна удвоенной молярной концентрации:

\[ N = 2C \]

Таким образом, молярная концентрация 0.1 н раствора серной кислоты равна:

\[ C = \frac{N}{2} = \frac{0.1}{2} = 0.05 \, \text{моль/л} \]

Молярная масса H₂SO₄ = 98 г/моль. Масса растворённого вещества рассчитывается по формуле:

\[ m = C \cdot V \cdot M \]

Подставляем значения:

\[ m = 0.05 \cdot 0.5 \cdot 98 = 2.45 \, \text{г} \]

Результаты:

1. Мы написали уравнения диссоциации веществ.
2. Рассчитали \( pH \) раствора HCl как 3.00.
3. Подсчитали, что в 0.5 л 0.1 н раствора H₂SO₄ содержится 2.45 г вещества.

Ответ: 2.45 г растворенного вещества.