DWMED

W wyniku redukcji 11,47 g mieszaniny tlenków PbO i PbO₂ wodorem uzyskano 1,26 cm³ wody (warunki normalne). Podczas opisanego eksperymentu przebiegły reakcje chemiczne:

PbO + H₂ → Pb + H₂O

PbO₂ + 2H₂ → Pb + 2H₂O

Oblicz, jaka objętość odmierzonego w warunkach normalnych wodoru została zużyta podczas opisanego eksperymentu? Wynik podaj w centymetrach sześciennych.

Mieszaninę gazów, w której na 3 cząsteczki azotu przypadały 2 cząsteczki tlenu poddano reakcji z próbką magnezu o masie 18 g. W układzie przebiegły dwie reakcje chemiczne:

2Mg + O₂ → 2MgO oraz 3Mg + N₂ → Mg₃N₂

Oblicz, jaką objętość zajmowała wyjściowa mieszanina gazów w temperaturze 298 K pod ciśnieniem normalnym. Wynik wyraź w dm³ z dokładnością do cyfry jedności.

Roztwory buforowe są układami zdolnymi do utrzymywania względnie stałego pH środowiska, a ich składowymi są sprzężone pary kwas-zasada Brønsteda. Gdy do roztworu zawierającego bufor wprowadzi się kwas, wówczas pochodzące z jego dysocjacji jony wodorowe zostaną zneutralizowane w wyniku ich reakcji z zasadą Brønsteda stanowiącą składową buforu. Z kolei, wprowadzając do roztworu pewną liczbę jonów wodorotlenkowych, pochodzących z dysocjacji mocnej zasady, wówczas przereagują one z obecnym w układzie składnikiem buforu jakim jest kwas Brønsteda.

W tzw. buforze fosforanowym kwasem Brønsteda jest wodoroanion, w którym fosfor stanowi 31,9% masy. Wartość pH takiego roztworu można obliczyć z zależności:

W wyrażeniu tym C_k jest stężeniem molowym kwasu Brønsteda o stałej dysocjacji K_a, natomiast C_z to stężenie molowe sprzężonej z nim zasady.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Zmieszano 200 cm³ roztworu diwodoroortofosforanu(V) sodu zawierającego 10,2 g rozpuszczonej soli oraz 50 cm³ roztworu wodoroortofosforanu(V) sodu, w którym stężenie jonów Na⁺ było równe 0,2 mol∙dm^–3.

Oblicz wartość pH uzyskanego buforu fosforanowego. Wynik podaj z dokładnością do cyfry jedności.

Roztwory buforowe są układami zdolnymi do utrzymywania względnie stałego pH środowiska, a ich składowymi są sprzężone pary kwas-zasada Brønsteda. Gdy do roztworu zawierającego bufor wprowadzi się kwas, wówczas pochodzące z jego dysocjacji jony wodorowe zostaną zneutralizowane w wyniku ich reakcji z zasadą Brønsteda stanowiącą składową buforu. Z kolei, wprowadzając do roztworu pewną liczbę jonów wodorotlenkowych, pochodzących z dysocjacji mocnej zasady, wówczas przereagują one z obecnym w układzie składnikiem buforu jakim jest kwas Brønsteda.

Przykładem buforu jest roztwór stanowiący mieszaninę wody amoniakalnej z chlorkiem amonu.

Napisz w formie jonowej skróconej równanie procesu, jaki przebiegnie po wprowadzeniu do takiego układu buforującego kilku kropli roztworu wodorotlenku potasu. W zapisanym równaniu wskaż sprzężone pary kwas-zasada Brønsteda.

Roztwory buforowe są układami zdolnymi do utrzymywania względnie stałego pH środowiska, a ich składowymi są sprzężone pary kwas-zasada Brønsteda. Gdy do roztworu zawierającego bufor wprowadzi się kwas, wówczas pochodzące z jego dysocjacji jony wodorowe zostaną zneutralizowane w wyniku ich reakcji z zasadą Brønsteda stanowiącą składową buforu. Z kolei, wprowadzając do roztworu pewną liczbę jonów wodorotlenkowych, pochodzących z dysocjacji mocnej zasady, wówczas przereagują one z obecnym w układzie składnikiem buforu jakim jest kwas Brønsteda.

Stosunkowo popularnym układem buforującym jest tzw. bufor octanowy, którego składnikami są kwas octowy, woda oraz octan sodu.

Oceń poprawność poniższych zdań wpisując literę „P” (prawda) lub literę „F” (fałsz).

Roztwory buforowe można uzyskać również po rozpuszczeniu w wodzie dwóch wodorosoli. Przykładem takiego układu jest bufor fosforanowy, w którym rolę kwasu Brønsteda pełni ten wodoroanion, którego stała równowagi dysocjacji kwasowej jest większa.

Uzupełnij poniższy schemat wzorami odpowiednich drobin, aby zilustrować równaniami jonowymi działanie buforu fosforanowego po wprowadzeniu do niego roztworu kwasu oraz roztworu zasady. Przyjmij, że stosunek molowy reagentów jest równy jedności.

Roztwory buforowe są układami złożonymi:

– ze słabego kwasu (HA) i jego soli (anion A^–) pochodzącej od mocnej zasady, przy czym przyjmuje się, że stężenie jonu A^–  jest wówczas równe stężeniu soli,

– ze słabej zasady (B) i jej soli (kation BH⁺) pochodzącej od mocnego kwasu, przy czym przyjmuje się, że stężenie jonu BH⁺ jest wówczas równe stężeniu soli.

Dla opisanych układów buforowych istnieją zależności:

Rola bufora sprowadza się do utrzymania względnie stałego pH roztworu.

Na podstawie: P. W. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2012.

Poniżej znajdują się ułożone parami, wodne roztwory wybranych związków chemicznych.

Podkreśl tę parę, której roztwory po zmieszaniu ze sobą w odpowiednich proporcjach utworzą roztwór buforowy i wskaż w powstałym układzie kwas oraz sprzężoną z nim zasadę Brønsteda.

Roztwory buforowe są układami złożonymi:

– ze słabego kwasu (HA) i jego soli (anion A^–) pochodzącej od mocnej zasady, przy czym przyjmuje się, że stężenie jonu A^–  jest wówczas równe stężeniu soli,

– ze słabej zasady (B) i jej soli (kation BH⁺) pochodzącej od mocnego kwasu, przy czym przyjmuje się, że stężenie jonu BH⁺ jest wówczas równe stężeniu soli.

Dla opisanych układów buforowych istnieją zależności:

Rola bufora sprowadza się do utrzymania względnie stałego pH roztworu.

Na podstawie: P. W. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2012.

Do układów buforujących wchodzących w skład ludzkiej krwi należy bufor węglanowy. Jego składnikami są jony wodorowęglanowe oraz rozpuszczony w osoczu tlenek węgla(IV). Gdy podczas ciężkiego wysiłku fizycznego w mięśniach produkowany jest kwas mlekowy (K_a = 1,35·10^–4), nadmiar jednego spośród dwóch rodzajów jonów pochodzących z jego dysocjacji zostaje zneutralizowany przez opisany bufor, natomiast powstający tlenek węgla(IV) usuwany jest z organizmu przez układ oddechowy.

a) Napisz w formie jonowej skróconej równanie opisanej reakcji buforu węglanowego.

Roztwory buforowe są układami złożonymi:

– ze słabego kwasu (HA) i jego soli (anion A^–) pochodzącej od mocnej zasady, przy czym przyjmuje się, że stężenie jonu A^–  jest wówczas równe stężeniu soli,

– ze słabej zasady (B) i jej soli (kation BH⁺) pochodzącej od mocnego kwasu, przy czym przyjmuje się, że stężenie jonu BH⁺ jest wówczas równe stężeniu soli.

Dla opisanych układów buforowych istnieją zależności:

Rola bufora sprowadza się do utrzymania względnie stałego pH roztworu.

Na podstawie: P. W. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2012.

W kolbie miarowej o pojemności 1 dm³ umieszczono 500 cm³ 20% roztworu wody amoniakalnej o gęstości 0,92 g/cm³.

Jaką ilość chlorku amonu należy odważyć do kolby, aby po uzupełnieniu wodą destylowaną „do kreski” uzyskać bufor amonowy o pH = 11? Wynik obliczeń podaj z dokładnością do trzech cyfr znaczących.

W pewnej objętości wody destylowanej rozpuszczono próbkę wodorotlenku sodu, w której zanieczyszczenia w postaci węglanu sodu stanowiły 4% masy. W ten sposób uzyskano 200 g roztworu o zawartości wodorotlenku sodu równej 12% wagowych.

Oblicz, wyrażoną w procentach wagowych zawartość kationów sodu oraz anionów węglanowych w opisanym roztworze. Wyniki podaj z dokładnością do trzech cyfr znaczących.

Roztwory buforowe są układami złożonymi:

– ze słabego kwasu (HA) i jego soli (anion A^–) pochodzącej od mocnej zasady, przy czym przyjmuje się, że stężenie jonu A^–  jest wówczas równe stężeniu soli,

– ze słabej zasady (B) i jej soli (kation BH⁺) pochodzącej od mocnego kwasu, przy czym przyjmuje się, że stężenie jonu BH⁺ jest wówczas równe stężeniu soli.

Dla opisanych układów buforowych istnieją zależności:

Rola bufora sprowadza się do utrzymania względnie stałego pH roztworu.

Na podstawie: P. W. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2012.

W kolbie miarowej o pojemności 250 cm³ umieszczono 4,1 g octanu sodu.

Oblicz, jakie powinno być stężenie molowe roztworu kwasu octowego, aby po napełnieniu nim kolby „do kreski”, pH uzyskanego w ten sposób buforu octanowego było równe 4,5? Wynik podaj z dokładnością do dwóch cyfr znaczących.

Roztwory buforowe są układami złożonymi:

– ze słabego kwasu (HA) i jego soli (anion A^–) pochodzącej od mocnej zasady, przy czym przyjmuje się, że stężenie jonu A^–  jest wówczas równe stężeniu soli,

– ze słabej zasady (B) i jej soli (kation BH⁺) pochodzącej od mocnego kwasu, przy czym przyjmuje się, że stężenie jonu BH⁺ jest wówczas równe stężeniu soli.

Dla opisanych układów buforowych istnieją zależności:

Rola bufora sprowadza się do utrzymania względnie stałego pH roztworu.

Na podstawie: P. W. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2012.

W celu sporządzenia pewnego roztworu buforowego, do 200 cm³ 0,02-molowego roztworu octanu potasu (CH₃COOK) wprowadzono 44,8 cm³ odmierzonego w warunkach normalnych chlorowodoru. Uzyskany roztwór dokładnie wymieszano i umieszczono w kolbie miarowej o pojemności 500 cm³, a następnie uzupełniono wodą destylowaną „do kreski”.

a) Napisz równanie reakcji chemicznej jaka przebiegła po wprowadzeniu chlorowodoru do opisanego roztworu soli.

W tabeli poniżej zgromadzono dane na temat roztworów wodnych czterech związków chemicznych.

W jednym z wymienionych w tabeli roztworów za odczyn odpowiada proces inny, niż dysocjacja elektrolityczna. Podaj nazwę tego procesu oraz napisz, jaki odczyn ma znajdujący się w opisanym naczyniu roztwór? Odpowiedź uzasadnij równaniem chemicznym zapisanym w formie jonowej skróconej.

W celu usunięcia pozostałości organicznych ze szkła laboratoryjnego stosuje się tzw. roztwór piranię (ang. piranha solution). Jest to mieszanina 96-procentowego roztworu kwasu siarkowego(VI) o gęstości 1,84 g/cm³ i perhydrolu, czyli 30-procentowego roztworu nadtlenku wodoru o gęstości 1,11 g/cm³. Oba składniki roztworu pirania miesza się w stosunku objętościowym (odpowiednio) 7:3, a produktem przebiegającej reakcji chemicznej jest kwas nadtlenosiarkowy (H₂SO₅) oraz woda.

Na podstawie: A. Asgar i inni, Photodefinable polydimethylsiloxane (PDMS) for rapid lab-on-a-chip prototyping, Lab on a Chip 2007.

Zakładając 100% wydajność przebiegającej reakcji chemicznej, oblicz procent wagowy kwasu nadtlenosiarkowego w uzyskanym roztworze. Wynik podaj z dokładnością do pierwszego miejsca po przecinku.

Rozważając równowagi jonowe w wodnych roztworach soli słabych kwasów i mocnych zasad lub mocnych kwasów i słabych zasad istnieje relacja: K_a·K_b = K_w. W przypadku roztworu zawierającego sól pochodzącą od słabego kwasu i mocnej zasady, wielkość K_a jest wówczas stałą równowagi dysocjacji kwasu Brønsteda, natomiast K_b to stała równowagi reakcji hydrolizy sprzężonej z nim zasady Brønsteda. Stała równowagi autodysocjacji wody (K_w) w temperaturze 25 ⁰C ma wartość około 10^–14.

Na podstawie: P. W. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2012.

W kolbie miarowej o pojemności 500 cm³, w temperaturze 25 ^OC znajdował się roztwór octanu sodu o pH = 9 i nieznanym stężeniu molowym.

Oblicz stężenie znajdujących się w nim kationów sodu. Wynik podaj w mg·ml^–1 z dokładnością do trzech cyfr znaczących.