| Предыдущая задача | Содержание | Следующая задача | 38-ая Международная Химическая Олимпиада Тренировочные задачи |
Растворимость металлов и их солей играла значительную роль в истории Земли и формировании её поверхности. Она также во многом влияла на изменение состава атмосферы. Атмосфера первичной Земли была богата диоксидом углерода. В эти времена температура Земли была выше точки кипения воды, однако, по мере охлаждения вода конденсировалась, образуя первичный океан. При растворении металлов и их солей океан приобрел щелочные свойства и начал поглощать диоксид углерода из атмосферы. Так образовались многие карбонатные минералы.
После того, как появилась жизнь (3.8 миллиарда лет назад) и образовались первые фотосинтетические бактерии (3 миллиарда лет назад), атмосфера Земли начала обогащаться кислородом. При взаимодействии кислорода с ионами металлов в океане началось выпадение малорастворимых оксидов, которые позже в результате движения литосферных плит образовали сушу. Железные и алюминиевые руды до сих пор являются полезными ископаемыми.
Рассмотрим растворимость галогенидов серебра AgCl и AgBr, значения Ksp для которых равны 1.8×10–10 и 3.3×10–13, соответственно.
7-1. Рассчитайте концентрацию Cl–, находящегося в равновесии с твердым AgCl. Повторите расчет для Br– и AgBr.
7-2. Допустим, 100 мл 1.00×10–3 M раствора Ag+ прилили к равному объему раствора с такой же концентрацией Cl–. Какова концентрация Cl– в образовавшемся растворе после установления равновесия? Какая доля хлора от исходного количества осталась в растворе?
7-3. Решите аналогичную задачу для бромид-иона.
7-4. Однако проверить экспериментально результаты расчетов 7-2 и 7-3 сложно, т.к. значения объема и концентрации определены с некоторой погрешностью. Проведите аналогичные расчеты, изменив концентрацию Ag+ до 1.01×10–3 M.
Теперь предположим, что 1.00×10–3 M раствор AgNO3 медленно добавляют к 100 мл раствора, содержащего по 1.00×10–3 M ионов Cl– и Br–.
7-5. Какой галогенид серебра выпадет первым? Опишите явления, наблюдаемые в эксперименте.
7-6. Определите процентное соотношение ионов Br–, Cl– и Ag+ в растворе и осадке после добавления 100, 200 и 300 мл раствора Ag+.
|
V, мл |
% Br в растворе |
% Br |
% Cl в растворе |
% Cl |
% Ag в растворе |
% Ag |
|
100 |
||||||
|
200 |
||||||
|
300 |
Ответ
7-1. 1.3×10-5 М; 5.7×10-7 М.
7-2. 1.3×10-5 М; 2.7%.
7-3. 5.7×10-7 М; 0.11%.
7-4. 2.2% для Cl-, 0.013% для Br-.
7-5. AgBr.
7-6.
|
V, мл |
% Br в растворе |
% Br |
% Cl в растворе |
% Cl |
% Ag в растворе |
% Ag |
|
100 |
0.18 |
99.8 |
99.9 |
0.11 |
0.07 |
99.9 |
|
200 |
0.007 |
100 |
4.0 |
96 |
2.0 |
98.0 |
|
300 |
0.0005 |
100 |
0.3 |
9.7 |
33.3 |
66.7 |