| Предыдущая задача | Содержание | Следующая задача | 38-ая Международная Химическая Олимпиада Тренировочные задачи |
Биохимические реакции протекают в растворах постоянной кислотности: например, значение pH крови составляет 7.4 и поддерживается буферным действием карбонатов, фосфатов и белков. Многие лабораторные реакции также проводятся в буферных растворах. В данной задаче мы рассмотрим влияние буферных растворов на равновесие между раствором и осадком малорастворимого вещества.
12-1. В 100 мл воды (25 оC) растворяется 440 мл сероводорода при стандартных условия. Рассчитайте молярную концентрацию насыщенного раствора H2S. Изменением объёма воды пренебречь.
12-2. При непрерывном пропускании H2S через 0.010 М раствор FeCl2 устанавливается равновесие. Константы соответствующих равновесий:
Ksp(FeS) = [Fe2+][S2–] = 8.0 x 10 –19 при 25 oC (1)
K1 = [H+][HS–] / [H2S] = 9.5 x 10–8 (2)
K2 = [H+][S2–] / [HS–] = 1.3 x 10–14 (3)
Kw = [H+][OH–] = 1 x 10–14 (4)
Уравнение электронейтральности имеет вид:
[H+] + 2[Fe2+] = [Cl–] + [OH–] + [HS–] + 2[S2–] (5)
Выделите слагаемые в уравнении (5), которыми можно пренебречь при расчете [H+] и [Fe2+]. Как нужно изменить рН раствора для повышения растворимости FeS? Как изменение pH на единицу влияет на концентрацию Fe2+?
12-3. Как нужно изменить pH раствора, чтобы концентрация Fe2+ снизилась от 0.010 M до 1.0 x 10–8 M?
12-4. Для снижения концентрации Fe2+ до 1.0 x 10–8 M добавили ацетатный буфер (HOAc / NaOAc). Для приготовления буферного раствора использовали уксусную кислоту с начальной концентрацией 0.1 М. Какова должна быть начальная концентрация ацетата натрия, учитывая повышение кислотности при осаждении сульфида (Fe2+ + H2S → FeS(тв.) + 2H+)? Константа кислотности уксусной кислоты при 25 oC равна 1.8 x 10–5.
12-5. Чему равен pH буфера до пропускания сероводорода и выпадения осадка?
Ответ
12-1. 0.20 М.
12-2. [Fe2+] изменяется в 100 раз.
12-3. 4.75.
12-4. 0.143 М.
12-5. 4.90