Chlorek, bromek i jodek ołowiu(II) są solami trudno rozpuszczalnymi
w wodzie. Chlorek i bromek mają barwę białą, a jodek jest żółty.
Do 5,0 cm3 nasyconego roztworu chlorku ołowiu(II) dodano 2,5 cm3
roztworu pewnej soli i zaobserwowano efekt pokazany na zdjęciu.
Spośród poniższych soli wybierz tę, której roztwór mógł być użyty
w tym doświadczeniu, i zaznacz jej wzór. Oblicz, jakie powinno być
minimalne stężenie molowe użytego roztworu tej soli, żeby wystąpił
zaobserwowany efekt.
W celu ustalenia składu stałej mieszaniny wodorowęglanu sodu i węglanu sodu jej próbkę
rozpuszczono w wodzie i przeprowadzono dwuetapową analizę otrzymanego roztworu.
Etap I: Do badanego roztworu dodano kilka kropli alkoholowego roztworu fenoloftaleiny
i dodawano z biurety kwas solny, do momentu zaniku barwy wskaźnika. Jon węglanowy jest
mocniejszą zasadą niż jon wodorowęglanowy, więc w roztworze zachodziła reakcja opisana
równaniem:
CO2–3 + H3O+→ HCO–3 + H2O
Odbarwienie fenoloftaleiny świadczyło o całkowitej przemianie jonów CO2–3 w jony HCO–3.
Etap II: Do otrzymanej mieszaniny dodano kilka kropli wodnego roztworu oranżu metylowego
i dalej dodawano z biurety kwas solny do chwili, gdy nastąpiła zmiana barwy wskaźnika. Ta
zmiana oznaczała, że cały wodorowęglan sodu przereagował zgodnie z równaniem:
HCO–3 + H3O+ → CO2 + 2H2O
Kwas solny użyty w obu etapach doświadczenia miał stężenie 0,2 mol · dm−3, a jego
objętość niezbędna do odbarwienia fenoloftaleiny w etapie I była równa 24,6 cm3. Natomiast
łącznie w obu etapach zużyto 59,8 cm3 kwasu solnego (objętość odczytana z biurety
w etapie II).
Oblicz w procentach masowych zawartość węglanu sodu w analizowanej mieszaninie.
Przyjmij, że masy molowe węglanu sodu i wodorowęglanu sodu są równe:
MNa2CO3 = 106 g ∙ mol–1 oraz MNaHCO3 = 84 g ∙ mol–1.
Jon CH3COO– jest – zgodnie z teorią Brønsteda – zasadą, więc w roztworze wodnym ulega dysocjacji zasadowej zgodnie z równaniem:
CH3COO– + H2O ⇄ CH3COOH + OH–
Równowagę tej reakcji opisuje stała dysocjacji zasadowej Kb wyrażona następującym równaniem:
Kb = [CH3COOH] ⋅ [OH−][CH3COO−]
Iloczyn stałej dysocjacji kwasowej Ka kwasu CH3COOH i stałej dysocjacji zasadowej 𝐾b sprzężonej z nim zasady CH3COO– jest równy iloczynowi jonowemu wody: 𝐾a∙𝐾b = 𝐾w. W temperaturze 25ºC iloczyn jonowy wody jest równy 𝐾w=1,0 ⋅ 10−14.
Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna. Podstawy teoretyczne i analiza jakościowa, Warszawa 2001 oraz pr. zb. pod red. Z. Galusa, Ćwiczenia rachunkowe z chemii analitycznej, Warszawa 2006.
Zmieszano wodne roztwory KOH i CH3COOH o jednakowych stężeniach równych 0,10 mol · dm–3 w stosunku objętościowym 1 : 1.
Oblicz wartość pH otrzymanego roztworu. Sprawdź, czy możesz zastosować uproszczony wzór wiążący stałą dysocjacji ze stężeniem jonów OH–.
Do zlewki wprowadzono 80 cm3 roztworu mocnego (całkowicie zdysocjowanego), jednoprotonowego kwasu HA o stężeniu 0,10 mol · dm–3. Następnie do zlewki wprowadzono 45 cm3 roztworu wodorotlenku potasu o stężeniu 0,15 mol · dm–3. Do takiej mieszaniny dodawano kroplami roztwór wodorotlenku sodu o stężeniu 0,2 mol · dm–3 do momentu uzyskania roztworu o pH równym 2,1.
Oblicz objętość dodanego roztworu wodorotlenku sodu. Przyjmij, że objętość mieszaniny była sumą objętości zmieszanych roztworów.
Do reaktora wprowadzono próbkę N2O4 o masie równej 4,14 g. W reaktorze utrzymywano stałe ciśnienie równe 1000 hPa i stałą temperaturę 298 K, natomiast zmianie mogła ulegać pojemność. W warunkach prowadzenia eksperymentu ustaliła się równowaga chemiczna opisana równaniem:
N2O4 ⇄ 2NO2
Objętość mieszaniny obu tlenków, po ustaleniu się stanu równowagi, była równa 1,32 dm3.
Oblicz stężeniową stałą równowagi Kc przemiany w opisanych warunkach. Stała gazowa R = 83,14 hPa · dm3 · mol–1 · K–1. Przyjmij, że NO2 i N2O4 są gazami doskonałymi.
Do 1,00 dm3 wody destylowanej wprowadzono 90,0 cm3 wodnego roztworu kwasu
azotowego(V) o stężeniu 5,00% masowych i gęstości równej 1,03 g ∙ cm–3.
Na podstawie: W. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2015.
Oblicz pH otrzymanego roztworu kwasu azotowego(V). W obliczeniach przyjmij, że
objętość powstałego roztworu jest sumą objętości użytych roztworu i wody. Wynik
zaokrąglij do drugiego miejsca po przecinku.
Na podstawie: J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2004.
Szybkość reakcji chemicznej v, wyrażona w jednostce: mol ∙ dm−3 ∙ s−1, zależy od stężeń molowych substratów reakcji oraz od stałej szybkości reakcji 𝑘 – współczynnika charakterystycznego dla danej reakcji. Stała szybkości reakcji zależy od temperatury, a nie zależy od stężenia substratów.
15.1. (0–1)
Napisz jednostkę stałej szybkości reakcji 𝒌 w równaniu kinetycznym opisanej reakcji.
15.2. (0–2)
W zamkniętym reaktorze o pojemności 2 dm3 zmieszano 6 moli tlenku azotu(II) i 4 mole tlenu. Podczas reakcji utrzymywano stałą temperaturę T.
Oblicz, ile razy zmaleje szybkość opisanej reakcji w stosunku do szybkości początkowej, w momencie, w którym stężenie tlenu zmniejszy się o 1 mol ∙ dm−3.
W wysokiej temperaturze tlenki żelaza można zredukować wodorem do metalicznego
żelaza. Redukcja tlenku Fe3O4 przebiega zgodnie z równaniem:
Fe3O4(s) + 4H2(g) ⇄ 3Fe(s) + 4H2O(g)
Z reaktora o pojemności 8,0 dm3, zawierającego 420 g tlenku Fe3O4, odpompowano
powietrze i wprowadzono 6,0 g wodoru. Zawartość reaktora ogrzano do temperatury 𝑇,
w której stała równowagi powyższej reakcji wynosi 0,20.
Oblicz stężenie pary wodnej w reaktorze po ustaleniu się stanu równowagi oraz masę
otrzymanego żelaza.
Badano kinetykę reakcji utleniania jonów bromkowych jonami bromianowymi(V)
w środowisku kwasowym, która przebiega zgodnie z równaniem:
5Br– + BrO–3 + 6H+ → 3Br2 + 3H2O
Na podstawie pomiarów kinetycznych ustalono następującą zależność między szybkością tej
reakcji a stężeniami reagentów:
𝑣 = 𝑘 ⸱ [Br–] ⸱ [BrO–3] ⸱ [H+]2
16.1. (0–1)
Stała szybkości reakcji w zależności od postaci równania kinetycznego może mieć różny
wymiar. Niżej przedstawiono przykładowe wyrażenia oznaczone literami A–D.
dm6mol2∙s
dm9mol3∙s
dm3∙smol
1s
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych
w każdym nawiasie.
Stała szybkości reakcji utleniania jonów bromkowych jonami bromianowymi(V) ma jednostkę
oznaczoną literą (A / B / C / D). Jedno z podanych wyrażeń nie może być jednostką stałej
szybkości reakcji. To wyrażenie oznaczono literą (A / B / C / D).
16.2. (0–1)
Oblicz, jak zmieni się szybkość opisanej reakcji, jeżeli początkowe pH roztworu będzie
wyższe o 𝟎,𝟑.
Wodorotlenek wapnia jest mocną zasadą, która dysocjuje w roztworach wodnych zgodnie z równaniem:
Ca(OH)2 → Ca2+ + 2OH–
Nasycony w temperaturze 25°C wodny roztwór wodorotlenku wapnia ma pH równe 12,6.
Na podstawie: T. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2003.
Oblicz, ile miligramów wodorotlenku wapnia znajduje się w 100 gramach nasyconego w temperaturze 25°C wodnego roztworu tego wodorotlenku. Przyjmij, że w opisanych warunkach gęstość roztworu jest równa 1,00 g∙cm−3 oraz że masa molowa wodorotlenku wapnia jest równa 𝑴 = 74 g∙mol–1. Wynik zaokrąglij do jedności.
