Досліди до теми: Твердість води та способи її усунення

Дослід 7. Визначення твердості води. Спосіб заснований на реакції між хлоридною кислотою і гідрогенкарбонатами:

Ca(HCO₃)₂ + 2HCl → CaCl₂ + 2H₂O + 2CO₂.

При титруванні кислотою доданий у воду індикатор метиловий оранжевий змінить забарвлення, якщо в розчині з’явиться надлишок кислоти.

Відміряйте циліндром у дві колби по 100 мл водопровідної води і додайте в кожну по 2-3 краплі метилового оранжевого. Одна колба – контрольна. В іншу приливайте із бюретки розчин із молярною концентрацією хлоридної кислоти 0,1 моль/л поки, від однієї краплі кислоти забарвлення із жовтого зміниться в оранжеве. Титрування повторюють 2-3 рази, обчислюють середній показник.

Розрахунок тимчасовою твердості води () здійснюють за формулою:

 

мг-екв/л, де – об’єм розчину кислоти, який витрачений на титрування, мл; –молярна концентрація еквівалентів розчину хлоридної кислоти, моль/л; – об’єм води, мл.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

Завдання для самоконтролю до теми

"Розчини";

1. Що називається розчином? Наведіть способи вираження вмісту розчиненої речовини в розчині.

2. Для процесів розчинення твердих речовин і газів у рідинах поясніть:

– позитивне чи негативне значення має ентальпія розчинення;

– позитивне чи негативне значення має ентропія розчинення;

– як впливає підвищення температури на розчинність, користуючись принципом Ле-Шателье;

– як впливає підвищення температури на розчинність за допомогою формули Гіббса;

– як і чому впливає тиск на розчинність газів у рідинах, сформулюйте закон Генрі.

3. Які властивості розчинів називаються колегативними?

4. Які речовининазивають електролітами? Назвіть типи електролітів та наведіть приклади.

5. Який процес називають електролітичною дисоціацією?

6. На що вказує ступінь дисоціації? Як обчислити константу дисоціації?

7. Дайте визначення з точки зору теорії електролітичної дисоціації поняттям „кислоти, основи, солі”.

8. Що таке основність кислоти, кислотність основи? Напишіть рівняння ступінчастої дисоціації двохосновної кислоти та двокислотної основи.

9. Яка величина є кількісною характеристикою кислотності середовища?

10. Поясніть, чи відрізняються температури кристалізації розчинів, які містять у 1000 г води:

а) 0,7 моль сахарози С₁₂Н₂₂О₁₁ і 0,7 моль глюкози С₆Н₁₂О₆;

б) 100 г сахарози С₁₂Н₂₂О₁₁ і 100 г глюкози С₆Н₁₂О₆;

в) 0,5 моль сахарози С₁₂Н₂₂О₁₁ і 150 г глюкози С₆Н₁₂О₆;

г) 9 г карбаміду СО(NH₂)₂ і 9 г глюкози С₆Н₁₂О₆;

д) 0,2 моль гліцерину С₃Н₅(ОН)₃ і 50 г глюкози С₆Н₁₂О₆.

11. У радіатор автомобіля налили 9 л води і 2 л етиленгліколю С₂Н₆О₂ (ρ = 1,11 г/мл). При якій найнижчій температурі можна після цього залишати автомобіль на відкритому повітрі, не побоюючись, що вода в радіаторі замерзне? К_кр.(Н₂О) = 1,86.

12. Обчисліть осмотичний тиск розчину, який містить в 1,5 л води 135 г глюкози C₆H₁₂O₆ при 0⁰С.

13. Обчисліть температуру кипіння розчину, який містить 2 г нафталіну C₁₀H₈ в 20 г естеру, якщо температура кипіння естеру 35,5⁰C, а його ебуліоскопічна константа 2,16.

14. При 315 К тиск насиченої пари над водою становить 8,2 кПа (61,5 мм. рт. ст.). На скільки знизиться тиск пари при цій температурі, якщо в 540 г води розчинити 36 г глюкози C₆H₁₂O₆?

15. Знайдіть масу NaNO₃, необхідну для приготування 300 мл 0,2 моль/лрозчину.

16. Скільки грамів Na₂CO₃ міститься в 500 мл розчину з молярною концентрацією солі 0,25 моль/л?

17. Чому дорівнює осмотичний тиск 0,5 моль/лрозчину глюкози C₆H₁₂O₆ при 25⁰С?

18. Розрахуйте масу етиленгліколю НОСН₂СН₂ОН, який потрібно додати до 7 кг води, щоб приготувати розчин, що буде замерзати при температурі 262 К.

19. Константа дисоціації масляної кислоти С₃Н₇СООН дорівнює

1,5 ∙ 10^–5. Обчисліть ступінь її дисоціації в 0,005 моль/л розчині.

20. Обчисліть об’єм води, який треба додати до 300 мл 0,2 моль/л розчину оцтової кислоти, щоб ступінь дисоціації кислоти подвоївся?

21. Визначте, чи утвориться осад аргентум сульфату, якщо до 0,02 моль/лрозчину AgNO₃ додати такий же об’єм розчину з молярною концентрацією еквівалентів H₂SO₄ 1 моль/л?

22. Напишіть у йонно-молекулярній формі рівняння реакцій взаємодії між водними розчинами наступних речовин: а) NaHCO₃ і HCl, б) FeCl₃ і KOH, в) Pb(CH₃COO)₂ і Na₂S, г) KHS і H₂SO₄, д) Zn(NO₃)₂ + KOH (надлишок), e) Ca(OH)₂ + CO₂, ж) Ca(OH)₂ + CO₂ (надлишок).

23. Обчисліть ступінь дисоціації гіпохлоритної кислоти НОСl у розчині з молярною концентрацією еквівалентів 0,2 моль/л, якщо константа дисоціації кислоти дорівнює 5,0 ∙ 10^–8.

24. Обчисліть молярну концентрацію йонів Н⁺ у водних розчинах, якщо концентрація гідроксид-йонів складає: а) 10^–4; б) 3,2·10^–6; в) 7,4·10^–11.

25. Обчисліть рН розчину з молярною концентрацією оцтової кислоти 0,01 моль/л, у якому ступінь її дисоціації дорівнює 0,04.

26. Які з перерахованих нижче солей піддаються гідролізу: ZnBr_2, K₂S, Fe₂(SO₄)₃, MgSO₄, Cа(NO₃)₂, K₂CO₃, Na₃PO₄, NaCl. Для кожної із солей, що гідролізується, напишіть у молекулярній та йонно-молекулярній формі рівняння гідролізу, укажіть реакцію середовища розчину солі.

27. В який колір буде забарвлений лакмус у водних розчинах KCN, NH₄Cl, K₂SO₃, NaNO₃, FeCl₃, Na₂CO₃, Na₂SO₄? Відповідь поясніть.

28. Обчисліть рН розчинів, у яких концентрація йонів Н⁺ (моль/л) дорівнює: а) 4,6 · 10^–7; б) 8,1 · 10^–3; в) 2,7· 10^–10.

29. Обчисліть тимчасову твердість води, в 1 л якої міститься 0,146 г магній гідрогенкарбонату.

30. Що таке тимчасова і постійна твердість? В яких одиницях вона вимірюється?

31. Які незручності зв’язані із застосуванням твердої води в паросиловому господарстві?