2. РАСЧЁТЫ ПОЛОЖЕНИЙ ХИМИЧЕСКИХ РАВНОВЕСИЙ

2. РАСЧЁТЫ ПОЛОЖЕНИЙ ХИМИЧЕСКИХ
РАВНОВЕСИЙ
Смесь веществ, способных к химическому взаимодействию,
находится либо в равновесном, либо в неравновесном состоянии.
Состав неравновесной смеси, т.е. совокупность взаимодействующих веществ, изменяется до тех пор, пока не будет
достигнуто состояния равновесия – неизменности состава во
времени.
Положение равновесия характеризует величина константы равновесия. В общем случае для системы
n1A1 + n2A2 + ... + niAi R m1B1 + m2B2 + ... + mjBj,
B
B
B
(2.1)
где Ai, Bj, ... – символы химических веществ, а ni, mj – стехиометрические коэффициенты уравнения химического превращения.
Константа равновесия K(Т) связана со стехиометрическими и концентрационными
характеристиками системы
следующим
соотношением:
m
[B1 ]m1 e ⋅ [B2 ]m2 e ⋅ ... ⋅ [B j ] j e .
K (T ) =
.
(2.2)
[A1 ]n1 e ⋅ [A 2 ]n2 e ⋅ ... ⋅ [A i ]ni e .
Индекс "e" (от латинского equilibrium – равновесие) обозначает
концентрации веществ в состоянии равновесия.
В случае неравновесных систем величина дроби, соответствующей правой части в (2.2), может иметь любые значения от 0
до ∞, отличные от K(Т). В ходе химического превращения состав
неравновесной системы будет изменяться до тех пор, пока эта
дробь не станет равной K(Т). Одной и той же величине K(Т) могут
соответствовать различные наборы величин [A1]е, [A2]е, …, [Ai]е
[B1]e, [B2]e, ..., [Bj]e, удовлетворяющие уравнению (2.2) Так, величине K(Т) = 54,50 при 698 К газового равновесия
B
Н2 + I2 R 2HI
25
(2.3)
будут соответствовать составы 1 ÷ 6 (см. табл. 2.1). Составы
смесей 7 ÷ 12 отличны от равновесных и будут изменяться во
времени. В смесях 7 ÷ 9 концентрации Н2 и I2 будут уменьшаться,
а [HI] – увеличиваться. В случае смесей 10 ÷ 12 будет наблюдаться обратная картина: рост [H2], [I2] и уменьшение [HI] до тех пор,
пока величина отношения [HI]2/ [H2] ⋅ [I2] не станет равной 54,5.
Т а б л и ц а 2.1
Составы равновесных и неравновесных смесей H2 , I2 , HI
(в моль/л) при 698 К
№
1
2
3
4
5
6
[H2]
1,83·10–3
2,21·10–2
3,57·10–4
4,52·10–4
1,14·10–2
4,9·10–2
[I2]
3,10·10–3
2,33·10–2
1,25·10–4
7,4·10–3
1,14·10–4
4,9·10–4
[HI]
1,76·10–2
1,68·10–1
1,56·10–5
1,35·10–2
8,41·10–3
3,65·10–2
[HI]2/[H2] ⋅ [I2]
54,60
54,56
54,53
54,49
54,42
54,48
cреднее значение K(698) = 54,51
7
8
9
10
11
12
–6
1,0·10
2,0·10–3
2,0·10–4
0,0
1,14·10–4
4,00·10–4
2,0·10–4
2,0·10–2
2,0·10–4
5,0·10–2
1,14·10–4
2,50·10–3
0
1,0·10–3
1,0·10–3
2,5·10–4
8,0·10–2
1,5·10–2
0
2,5·10–2
25
∞
5,12·104
64
Для газовых смесей, подчиняющихся законам идеальных газов,
величина константы равновесия зависит только от температуры.
Для растворов, подчиняющихся законам идеальных растворов,
величина константы равновесия зависит от температуры и от
природы растворителя.
Величина константы для одного и того же равновесия зависит
от способа выражения концентрации. Для газовых смесей концентрации выражаются обычно в пропорциональных им
26
единицах давления. Константа равновесия, включающая величины равновесных давлений компонентов, обозначается как KP, а
включающая величины равновесных концентраций компонентов
– KС. В случае растворов, концентрации выражаются обычно в
единицах моль/литр (M). Соотношение между KP и KC для идеальных газов определяется выражением
K Р = K C ⋅ ( RT ) Δ r n ,
(2.4)
где ∆rn – разность сумм стехиометрических коэффициентов продуктов и реагентов химического превращения в газовой фазе:
∆rn = (m1 + m2 + ... + mj) – (n1 + n2 + ... + ni) .
Если в (2.4) размерность KP в [ атм ]
Δr n
, а KC – в [ M ]
Δr n
, то зна-
чение R = 0,082 (атм⋅л)/(моль⋅К). В случае, когда реакция идёт без
изменения числа газовых молей ∆rn = 0, KP = KC.
Очевидно, для расчета равновесного состава необходимо
знать величину константы равновесия при данной температуре и
концентрации веществ в исходной смеси неравновесного состава.
Чем больше количество газообразного вещества в сосуде постоянного объёма, тем больше его концентрация или давление.
Чем больше количество вещества в составе его жидкого или
твердого раствора, тем выше его концентрация. Но, если какойлибо компонент равновесия присутствует в виде чистого вещества в форме жидкости или твердого тела, его концентрация,
очевидно, не зависит от массы вещества. Велика или мала меняющаяся в ходе превращения масса такого вещества, его
концентрация и в конденсированной, и в газовой фазе (давление
пара) будут одними и теми же. По этой причине компонент равновесия, находящийся в конденсированной фазе, не фигурирует в
выражении для константы равновесия. Так, положение равновесия в гетерогенной системе
Br2 (ж) + СО(г) R СОBr2 (г)
27
(2.5)
будет определяться выражением KP = PCOBr2 PCO , в отличие от
этого же равновесия в гомогенной системе, содержащей только
газовую фазу, когда KP = PCOBr2 PCO ⋅ PBr2 . В случае газового равновесия изменения количества и соответственно давления
любого компонента приведут к установлению нового положения
равновесия. В случае же равновесия, включающего Br2(ж), увеличение количества жидкого брома не изменит положения
равновесия – величин ( PCO )e и (PCOBr2 )e . Точно так же давление
кислорода в случае равновесия
Fe2O3(тв) R 2FeO(тв) + 1/2О2
не будет зависеть от количества Fe2O3 и FeO, а константой этого
1
равновесия будет величина KP = ( PO2 ) 2 .
Частным случаем гетерогенного равновесия является растворение малорастворимых веществ:
А(тв) R А(р-р) .
Величина константы равновесия в этом случае совпадает с величиной предельной растворимости, обычно выраженной в
единицах моль/л (М). Константой гетерогенного равновесия является широко используемая в аналитической химии величина
произведения растворимости малорастворимых солей, (ПР). Так,
произведение растворимости для PbBr2, равное 4,5·10−6 М3 при
25 °C, численно равно величине константы равновесия:
PbBr2(тв) R Pb2+(р-р) + 2Br–(p-p);
KС = [Pb2+]·[Br–]2 = ПР = 4,5·10–6 М3.
На практике чаще приходится сталкиваться с более сложными случаями, когда в системе реализуется не одно, а два, три и
28
более химических равновесий. Так, диссоциация серной кислоты
происходит двухступенчато:
[H + ] ⋅ [HSO 4 − ]
K1 =
H2SO4 R H+ + HSO4– ;
;
[H 2SO 4 ]
[H + ] ⋅ [SO 4 2 − ]
.
[HSO 4 − ]
Расчет положения равновесия в такой системе сводится к
расчету четырех неизвестных величин – [H+], [HSO4–], [SO42–],
[H2SO4]. Кроме двух уравнений для констант равновесия, для
расчета необходимы еще два независимых уравнения.
Составить такие уравнения можно на основе закона сохранения вещества. Отражающие этот закон уравнения называют
уравнениями материального баланса. Так как в состав серной
кислоты входят три элемента, можно составить три уравнения
баланса – по водороду, по кислороду, по сере:
HSO4– R H+ + SO42– ;
K2 =
1) 2[H2SO4]0 = 2[H2SO4]e + [HSO4–]e + [H+]e ,
2) 4[H2SO4]0 = 4[H2SO4]e + 4[HSO4–]e + 4[SO42–]e ,
2′) [H2SO4]0 = [H2SO4]e + [HSO4–]e + [SO42–]e ,
Из-за постоянства соотношения S и O во всех частицах уравнения баланса по сере и по кислороду идентичны, т.е. мы
получаем не три, а два дополнительных уравнения. В рассматриваемом примере ионного равновесия можно составить еще одно
уравнение, отражающее суммарную электронейтральность раствора:
3) [H+]e = [HSO4–]e + 2[SO42–]e .
Уравнение 3 можно получить и прямым вычитанием удвоенного
уравнения 2 из уравнения 1. Используя как дополнительные два
из этих трех уравнений, можно рассчитать равновесный состав
системы.
Удобным приемом при расчетах равновесного состава является введение в качестве неизвестной величины глубины, или
29
степени превращения x. Эта величина обозначает долю реагента,
превратившегося в продукты при переходе от неравновесного к
равновесному состоянию системы. В простейшем случае диссоциации одноосновной кислоты степень превращения совпадает
со степенью диссоциации кислоты:
[H + ]e ⋅ [X − ]e
KC =
HX R H+ + X– ;
;
[HX]e
[H+]e = [X–]e = [HX]0·x.
[HX]e = [HX]0·(1 – x) ;
KC =
[HX]0 ⋅ x 2
.
1− x
(2.6)
Соотношение (2.6) носит название закона разведения Оствальда. Методы расчета положений равновесия иллюстрируют
приведенные примеры.
Примеры решения задач
Задача 1. Объем сосуда, содержащего равновесную смесь
NO2 и N2O4, PNO2 = 0,6 атм, PN2 O4 = 0,4 атм, был изотермически
увеличен в двое. Каков будет состав системы после установления
равновесия
N2O4 R 2NO2 ?
Решение. Константа равновесия определяется по данным
об исходном равновесном составе системы:
KP = P 2 NO2 PN2 O4 = 0,36 атм2 / 0,4 атм = 0,9 атм.
При увеличении объема вдвое давления компонентов уменьшатся
вдвое и состав системы станет неравновесным:
( P 'NO2 ) 2 P 'N2 O4 = 0,09 атм2 / 0,2 атм = 0,45 атм < KP = 0,9 атм.
В ходе установления нового положения равновесия доля х каждого моля N2O4 перейдет в форму 2NO2, т.е. равновесный состав
системы будет определяться выражениями:
30
PN2 O4 = P 'N2 O4 ⋅ (1 − x) ;
PNO2 = P' NO2 + P' N2O4 ⋅ 2 x ;
PN2 O4 = 0, 2 − 0, 2 x ;
PNO2 = 0,3 + 0,4x .
Подставляя эти величины в выражение для константы равновесия
и решая относительно х, получим х = 0,337,
PN2 O4 = 0,133 атм, PNO2 = 0,435 атм.
Задача 2. Сосуд, содержащий катализатор синтеза NH3,
был при 19 °C заполнен смесью состава N2 : Н2 = 1:2 до атмосферного давления, а затем при постоянном объеме нагрет до
427 °C. Константа равновесия
N2 + 3Н2 R 2NН3
равна при этой температуре 10–4 атм–2. Каким будет равновесное
давление NН3?
Решение. В ходе установления равновесия мольный состав системы изменится от неравновесного nN = 1; nH = 2;
2
2
nNH = 0 – до равновесного: nN = (1– x), nH = (2 – 3x), nNH = 2x, а
3
2
2
3
суммарное число молей ∑n от 3 до (3 – 2x). Парциальное давление NН3 определяется соответственно как
2x ⋅ P
PNH3 =
,
3 − 2x
T 3 − 2x
700 3 − 2 x
= 1атм ⋅
⋅
= 0,783 ⋅ (3 − 2 x) атм ;
где P = P0 ⋅ 2 ⋅
T1
3
292
3
(1 − x) ⋅ P
= 0,783 ⋅ (1 − x) атм ;
PNH3 = 1,566·x атм; а PN 2 =
3 − 2x
(2 − 3x) ⋅ P
PH2 =
= 0,783 ⋅ (2 − 3 x) атм ;
3 − 2x
2
PNH
2, 45 x 2
3
KP =
=
= 10−4 атм–2 .
3
2
PN2 ⋅ PH2 0,378 ⋅ (1 − x) ⋅ (2 − 3 x)
31
Можно, подобрав величину x, удовлетворяющую полученному
уравнению четвёртой степени, найти точное значение х и PNH3 .
Можно, однако, решить эту задачу и приближенно. Значение
KP = 10–4 атм–2 и вид уравнения показывают, что х ~ 10–2, т.е.
уменьшение числа молей N2 и Н2 при образовании NH3 незначительно, как незначительно и изменение давления в результате
частичного перехода N2 и Н2 в NH3. Тогда
2x
1
2
PNH3 =
⋅ P ; PN2 = ⋅ P ; PH 2 = ⋅ P ,
3
3
3
2
T
4,5 x
где P = P0 0 = 2, 4 атм ;
= 10−4 атм–2 ;
2
T1
(2, 4) ⋅ атм
–2
x = 1,13·10 ; PNH3 = 1,8·10–2 атм.
Задача 3. Рассчитать состав продуктов сгорания стехиометрической смеси метана в воздухе в закрытом сосуде при
конечных параметрах Р и Т с учетом диссоциации Н2О и СО2 согласно уравнениям
1) H2O R H2 + 1/2O2 ,
2) CO2 R CO + 1/2O2 .
Константы равновесий реакций 1 и 2 K1 и K2 при конечной температуре Т известны.
Решение. Уравнение сгорания метана в стехиометрической смеси запишется в виде
3) СН4 + 2О2 R СО2 + 2Н2О .
Предполагается, что азот воздуха в реакциях участия не принимает и концентрацией метана в продуктах сгорания можно
пренебречь. Неизвестными величинами являются равновесные
давления Н2О, СО2, СО, Н2 и О2, т.е. пять неизвестных. Для ре32
шения задачи необходимо иметь пять независимых уравнений.
Такими являются два уравнения для констант равновесий реакций 1 и 2, три уравнения материального баланса – по каждому из
химических элементов:
[C]0 = [СО2] + [СО],
[Н]0 = 2[Н2О] + 2[Н2],
[О]0 = 2[СО2] + [СО] + 2[О2] + 2[Н2О].
Следует отметить формулировку простого правила определения минимального числа независимых уравнений для констант
равновесия при расчете сложных многокомпонентных равновесий – число независимых уравнений равно числу компонентов
минус число элементов. Действительно, число компонентов – это
число неизвестных величин концентраций и соответственно общее число уравнений, необходимых для решения задачи. Число
же химических элементов, входящих в состав компонентов равновесий, определяет число дополнительных уравнений
материального баланса по каждому из элементов. Разность между
общим числом необходимых уравнений и числом уравнений материального
баланса
определяет
минимальное
число
независимых уравнений для констант равновесия. Независимыми
являются те выражения для констант, которые не могут быть получены комбинацией уравнений, уже принятых для расчета.
Начальный неравновесный состав продуктов сгорания известен
из условий задачи:
CO2 : H2O : N2 = 1 : 2 : 8.
В воздухе О2 : N2 = 1 : 4 = 2 : 8 и, согласно уравнению реакции 3,
из двух молей О2 образуется 2 моля Н2О и 1 моль СО2.
В равновесной смеси числа молей всех компонентов определяются уравнениями:
mCO = x ,
mCO2 = (1 – x)
mH2 = y,
mH2 O = (2 – y) ,
mO2 = (0,5x + 0,5y) ,
33
mN2 = 8 ,
∑m = 11 + 0,5x + 0,5y .
Парциальные давления компонентов равновесий выразятся уравнениями:
1− x
2− y
x
PH O =
PCO =
PCO2 =
⋅P,
⋅P,
⋅P,
2
m
m
∑
∑
∑m
PH2 =
y
⋅P,
∑m
PO2 =
0,5 x + 0,5 y
⋅P .
2m
а константы равновесий K1 и K2 уравнениями:
y ⋅ (0,5 x + 0,5 y )0,5
K1 =
2− y
K2 =
0,5
⎛ P ⎞
⋅⎜
;
⎜ ∑ m ⎟⎟
⎝
⎠
x ⋅ (0,5 x + 0,5 y ) ⎛ P ⎞
.
⋅⎜
⎜ ∑ m ⎟⎟
1− x
⎝
⎠
Подставляя заданные в условии величины K1, K2, Р и варьируя
величины x, y, находят значения x и y, удовлетворяющие системе
уравнений. Обычно, а особенно в случае большого числа переменных, такой выбор осуществляют с помощью ЭВМ.
34
ЗАДАЧИ
2.1. Приготавливается раствор веществ А, Б, В, Г. Известны
их начальные концентрации (в моль/л) и степень превращения (α)
вещества А при переходе системы от исходного неравновесного к
равновесному состоянию. Рассчитать величины констант равновесия KС для приведенных в таблице химических реакций:
№
1
2
3
4
5
6
А0
1,0
0,1
0,4
0,5
0,1
0,2
Б0
0
0,2
0
0,4
0,1
0
В0
0
0
0,2
0,1
0,04
0
Г0
0
0
0
0,2
0
0,35
Реакция
А R 3В
А+Б R В
А R В+Г
А+Б R В+Г
3А+Б R В
2А R Г
α
0,1
0,4
0,5
0,6
0,9
–0,5
2.2. На основании данных об исходном неравновесном мольном составе смеси и степени превращения (α) вещества А при
постоянном давлении Р рассчитать величины KР (атм) для приведенных в таблице превращений в газовой фазе.
Начальный мольный
состав
№
А0
Б0
В0
Г0
Реакция
1
2
3
4
5
6
1
1
1
3
2
1
2
2
4
2
1,4
2
0
0
0,5
1
0
0,7
0
0
0
0
1,2
1,2
А + 2Б R В
2А + Б R В
А + 3Б R В
3А + Б R 2Г
А + Б R В + 2Г
А + 2Б R 2Г
35
Р,
атм
2
2,2
0,4
5
25
0,9
α
0,5
0,8
0,5
0,5
0,2
0,9
2.3. Пользуясь приведенными в таблице данными, рассчитать
равновесный состав гетерогенных систем:
№
Реакция
KР или KС
1
2
А(кр) R В(кр) + Г(г)
А(кр) R В(г) + Г(г)
3
А(ж) R 2В(г) + Г(г)
4
А(кр) R В(р-р)+3Г(р-р)
0,3 атм
0,1 атм2
25,6·10–2
атм3
6,91.10–57
(моль/л)4
6,5
10 атм–1
5
6
А(ж) + Б(г) R В(г)
А(г)+Б(г) R В(г)+ Г(кр)
Начальный состав
системы
РГ= 0,1 атм
PВ = 0 РГ= 0,4 атм
PВ = РГ= 0
В = 10–15 моль/л ,
Г = 3·10–15 моль/л
PБ = 0,1 PВ = 0,2 атм
PA = PБ = PВ = 0,1 атм
2.4. Какой станет величина степени превращения вещества А
в процессах получения В и Г из А и Б и во сколько раз возрастет
равновесное давление вещества В, если полное давление, при котором проводится процесс, будет увеличено в 10 раз.
Равновесный состав систем при меньшем давлении приведен в
таблице.
№
1
2
3
Химический и мольный состав
систем
А
Б
В
Г
СО(г)
Н2О(г)
СО2 (г)
Н2 (г)
0,2
0,5
0,3
0,3
СО(г)
Н2 (г)
СН3ОН(г)
–
–4
1,0
4,0
10
Н2О(г)
С(кр)
СО(г)
Н2 (г)
0,2
–
0,3
0,3
–
36
Реакция
СО + Н2О R СО2 + Н2
СО + 2Н2 R СН3ОН
С(кр) + Н2О R СО + Н2
2.5. Рассчитать растворимость (моль/л) малорастворимых солей
в чистой воде и в растворах сильных, полностью диссоциированных электролитов.
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Растворимое вещество
AgCl
– // – // –
– // – // –
– // – // –
BaSO4
– // – // –
– // – // –
– // – // –
Fe(OH)2
– // – // –
– // – // –
– // – // –
Al(OH)3
– // – // –
– // – // –
Произведение
растворимости
1,73·10–10
– // – // –
– // – // –
– // – // –
1,5·10–9
– // – // –
– // – // –
– // – // –
1,4·10–15
– // – // –
– // – // –
– // – // –
4,0·10–33
– // – // –
– // – // –
Характеристики
растворителя
чистая вода
10–5 М NaCl
4·10–5 M AgNO3
10–5 М CaCl2
чистая вода
10–4 М H2SO4
10–5 М Al2(SO4)3
10–5 М Ba(NO3)2
чистая вода
10–4 М NaOH
10–4 М Ba(OH)2
10–4 М FeSO4
чистая вода
10–5 М Al(NO3)3
10–5 М Al2(SO4)3
2.6. В атмосфере F2 при Р = 100 Торр и Т = 800 К измеренная
концентрация атомарного фтора оказалась равной 2·10–5 моль/л.
Рассчитать характеризующие равновесие термической диссоциации F2 величины KР, KС и степень диссоциации молекулярного
фтора.
2.7. При 1500 К и Р = 1 атм степень термической диссоциации
молекулярного фтора равна 0,8. Какова будет степень диссоциации фтора при Р = 10 атм?
2.8. Константа равновесия реакции
2SO3 R 2SO2 + O2
37
при 1060 К равна 1 атм. Чему равна степень диссоциации SO3 при
1060 К и Р = 1 атм?
2.9. В верхних слоях атмосферы при Р = 0,1 атм под действием ультрафиолетового излучения Солнца устанавливается
фотохимическое равновесие
3О2 R 2О3.
Степень превращения О2 в О3 составляет в этих условиях 0,1. Определить величину KP.
2.10. Величины давления газа при различных температурах в
сосуде постоянного объема, заполненного парами йода, приведены в таблице:
Т, К
Р, Торр
400
24,9
600
37,4
800
49,8
1000
64,0
1200
90,6
Рассчитать величину KP, характеризующую равновесие I2(г)
R 2I при 1200 К. Представить схематически график зависимости Р = φ(Т) при дальнейшем увеличении Т.
2.11. Вещество А находится в равновесии с В, а вещество В в
равновесии с С
1)А R В ,
(K1) ;
2) В R С , (K2).
Используя величины K1, K2 и начальное условие [А] = [А]0,
[В] = 0, [С] = 0, вывести выражение для равновесных концентраций веществ А, В, С.
2.12. Смесь, состоящая из SO2 , O2 , N2 , взятых в молярных
отношениях 2,62 : 1 : 3,76, была пропущена через фарфоровую
трубку при 1000 К. Состав равновесной смеси под общим давле38
нием 1 атм был следующий: SO2 : SO3 : O2 = 33,9 : 17,5 : 10,9.
Найти константу равновесия KС реакции
2SO2 + O2 R 2SO3.
2.13. В исходной неравновесной смеси содержатся вещества
А и В. Концентрации их равны [А]0, [В]0, причем [В]0 >> [А]0.
Вывести выражение для равновесных концентраций веществ АВ
и АВ2, образующихся в результате установления равновесий
А + В R АВ ,
(K1)
и
АВ + В R АВ2 ,
(K2) .
2.14. При нагревании хромата аммония (NH4)2CrO4(кр) в предварительно откачанном сосуде происходит его термическая
диссоциация:
(NH4)2CrO4(кр) R CrO3 (кр) + Н2О(г)+ 2NH3 (г) ,
и при температуре 500 К давление в сосуде достигает 1 атм. Каким будет давление в объёме при 500 К, если после откачивания
при 20 °С сосуд был заполнен аммиаком до давления 0,6; 0,8; 1,0;
1,4; 2,0 атм.
2.15. При нагревании кристаллов FeS2 в атмосфере водорода
(PH2 = 1 атм при 298 К) от 298 до 1000 К устанавливается равно-
весие
FeS2(кр) + Н2(г) R FeS(кр) + Н2S(г),
для которого величина KР при 1000 К равна 0,15. Какова величина давления Н2S при 1000 К? Как будет меняться PH2S при 1000 К,
если при 298 К сосуд заполняется до 1 атм смесью Н2S и Н2 меняющегося состава?
2.16. Каков ионный состав насыщенного раствора над смесью
твёрдых солей AgBr и AgCN, для которых произведения растворимости при 25 °С равны соответственно 5·10–13 и 1,6·10–14 М2 ?
39
2.17. Ступенчатая электролитическая диссоциация H2CO3 при
25 °С характеризуется константами равновесий K1 , K2
K1 = [H+]⋅[HCO3–] / [H2CO3] = 4,45·10–7 моль/л ;
K2 = [H+]⋅[CO32–] / [HCO3–] = 4,7·10–11 моль/л .
1. Выведите уравнение зависимости степени превращения
Н2СО3 в НСО3– от [H+] при таких рН, когда величиной [CO32–]
можно пренебречь по сравнению с [H2CO3], [HCO3–].
2. Представьте схематически и прокомментируйте график
зависимости [HCO3–] = f ([H+]) в системе координат lg [HCO3–] –
pH в диапазоне изменения рН = 3 ÷ 13.
3. При какой величине рН будет выполняться равенство
[H2CO3] = [CO32–]?
4. Какова величина рН 0,01 М раствора NaHCO3?
5. Какова величина рН 0,01 М раствора Na2CO3?
6. Какова величина рН раствора, приготовленного сливанием равных объемов 0,1 растворов NaНCO3 и Na2CO3?
40