В случаях очень разбавленных растворов электролитов (порядка моль/л и меньше) нельзя пренебрегать диссоциацией воды. Из материального баланса следует, что концентрация протонов равна сумме концентраций и , т.е. . Концентрация хлорид-ионов равна концентрации HCl, поскольку HCl полностью диссоциирована, т.е. моль/л. Также мы знаем, что произведение концентраций ионов и равно ионному произведению воды, т.е. при 25°C. Таким образом, имеем систему: Из нее следует квадратное уравнение для определения концентрации протонов: , откуда . . В принципе, можно было сразу догадаться, что рН будет практически равен 7 (что вы и сделали) и не заниматься расчетами. Но моей целью было показать алгоритм решения подобных задач.
Vp(KMnO4)=200мл
ω(KMnO4)=10%=0,1
ρ(KMnO4)=1000 г/л=1 г/мл
Vp(H2O2)=300 мл
ω(Н2О2)=15%=0,15
ρ(Н2О2)=1000 г/л=1 г/мл
Найти:
Сумму коэффициентов
m(осадка) - ?
V(газа) - ?
Решение:
M(KMnO4) = 158 г/моль
M(H2O2) = 34 г/моль
M(MnO2)= 87 г/моль
m(KMnO4) = Vp(KMnO4)×ρ(KMnO4)×ω(KMnO4)
m(KMnO4)=200 мл× 1 г/мл × 0,1 = 20 г
m(H2O2) = 300 мл × 1 г/мл × 0,15 = 45 г
∨(KMnO4)=m(KMnO4)/M(KMnO4) = 20 г/158 г/моль = 0,1266 моль
∨(Н2О2) = 45 г/34 г/моль = 1,324 моль
Составляем уравнение реакции:
4KMnO₄ + 4H₂O₂ ⇒ 4MnO₂↓ + 5O₂↑ +2H₂O + 4KOH
Cумма коэффициентов = 4+4+4+5+2+4= 23
Из уравнения реакции видим, что пероксид водорода находится в избытке, поэтому расчет проводим по перманганату калия.
При взаимодействии 4 моль KMnO₄ образуется 4 моль MnO₂ и выделяется 5*22,4 л = 112 л кислорода - О₂
Количество вещества KMnO₄ равно кол-ву в-ва MnO₂ (из уравнения реакции), т.е. ∨(MnO₂)=∨(KMnO₄) = 0.1266 моль
m(MnO₂) = 0,1266 моль * 87 г/моль = 11 г
V(O₂) = 112 л*0,1266 моль/4 моль ≈ 3,5 л
ответ: Сумма коэф. = 23; масса осадка = 11 г, объем газа (кислорода) = 3,5 л
Из материального баланса следует, что концентрация протонов
Концентрация хлорид-ионов равна концентрации HCl, поскольку HCl полностью диссоциирована, т.е.
Также мы знаем, что произведение концентраций ионов
Таким образом, имеем систему:
Из нее следует квадратное уравнение для определения концентрации протонов:
В принципе, можно было сразу догадаться, что рН будет практически равен 7 (что вы и сделали) и не заниматься расчетами. Но моей целью было показать алгоритм решения подобных задач.