Æfingar

Fylltu út breytingar á styrk fyrir hvert af eftirfarandi efnahvörfum:

(a) $\mathrm{Ag}\mathrm{I}\text{(s)}⟶{\mathrm{Ag}}^{+}\text{(aq)}+{\mathrm{I}}^{-}\text{(aq)}\text{x}\text{\_\_\_\_\_}$

(b) $\mathrm{Ca}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3\text{(s)}⟶{\mathrm{Ca}}^{2+}\text{(aq)}+{\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3}^{2-}\text{(aq)}\text{\_\_\_\_}\text{x}$

(c) $\mathrm{Mg}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_2\text{(s)}⟶{\mathrm{Mg}}^{2+}\text{(aq)}+\text{2}{\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-}\text{(aq)}\text{x}\text{\_\_\_\_\_}$

(d) ${\mathrm{Mg}}_3{(\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4)}_2\text{(s)}⟶\text{3}{\mathrm{Mg}}^{2+}\text{(aq)}+\text{2}{\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4}^{3-}\text{(aq)}\text{x}\text{\_\_\_\_\_}$

(e) ${\mathrm{Ca}}_5{(\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4)}_3\mathrm{O}\mathrm{H}\text{(s)}⟶\text{5}{\mathrm{Ca}}^{2+}\text{(aq)}+\text{3}{\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4}^{3-}\text{(aq)}+{\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-}\text{(aq)}\text{\_\_\_\_\_}\text{\_\_\_\_\_}\text{x}$

Fylltu út breytingar á styrk fyrir hvert af eftirfarandi efnahvörfum:

(a) $\mathrm{Ba}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4\text{(s)}⟶{\mathrm{Ba}}^{2+}\text{(aq)}+{\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4}^{2-}\text{(aq)}\text{x}\text{\_\_\_\_\_}$

$\text{(b}{\mathrm{Ag}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4\text{(s)}⟶\text{2}{\mathrm{Ag}}^{+}\text{(aq)}+{\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4}^{2-}\text{(aq)}\text{\_\_\_\_\_}\text{x}$

(c) $\mathrm{Al}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_3\text{(s)}⟶{\mathrm{Al}}^{3+}\text{(aq)}+\text{3}{\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-}\text{(aq)}\text{x}\text{\_\_\_\_\_}$

(d) $\mathrm{Pb}(\mathrm{O}\mathrm{H})\mathrm{Cl}\text{(s)}⟶{\mathrm{Pb}}^{2+}\text{(aq)}+{\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-}\text{(aq)}+{\mathrm{Cl}}^{-}\text{(aq)}\text{\_\_\_\_\_}\text{x}\text{\_\_\_\_\_}$

(e) ${\mathrm{Ca}}_3{(\mathrm{As}{\mathrm{O}}_4)}_2\text{(s)}⟶\text{3}{\mathrm{Ca}}^{2+}\text{(aq)}+\text{2}{\mathrm{As}{\mathrm{O}}_4}^{3-}\text{(aq)}\text{3x}\text{\_\_\_\_\_}$

Hvernig breytist styrkur Ag⁺ og ${\mathrm{Cr}{\mathrm{O}}_4}^{2-}$ í mettaðri lausn ofan á 1,0 g af föstu Ag₂CrO₄ þegar 100 g af föstu Ag₂CrO₄ er bætt við kerfið? Útskýrðu.

Hvernig breytist styrkur Pb²⁺ og S²⁻ þegar K₂S er bætt út í mettaða lausn af PbS?

Hvaða viðbótarupplýsingar þurfum við til að svara eftirfarandi spurningu: Hvernig hefur það áhrif á jafnvægi fasts silfurbromíðs við mettaða lausn jóna þess þegar hitastig er hækkað?

Hvert eftirfarandi torleystra efnasambanda hefur meiri leysni en reiknuð er út frá leysnimargfeldi þess vegna vatnsrofs anjónarinnar sem er til staðar: CoSO₃, CuI, PbCO₃, PbCl₂, Tl₂S, KClO₄?

Hvert eftirfarandi torleystra efnasambanda hefur meiri leysni en reiknuð er út frá leysnimargfeldi þess vegna vatnsrofs anjónarinnar sem er til staðar: AgCl, BaSO₄, CaF₂, Hg₂I₂, MnCO₃, og ZnS?

Skrifaðu jónajöfnu fyrir upplausn og stæðu fyrir leysnimargfeldi (K_sp) fyrir hvert eftirfarandi torleystra jónaefnasambanda:

(a) PbCl₂

(b) Ag₂S

(c) Sr₃(PO₄)₂

(d) SrSO₄

Skrifaðu jónajöfnu fyrir upplausn og stæðu fyrir K_sp fyrir hvert af eftirfarandi torleystu jónasamböndum:

(a) LaF 3

(b) CaCO₃

(c) Ag₂SO₄

(d) Pb(OH)₂

Handbók í efna- og eðlisfræði (The Handbook of Chemistry and Physics) gefur upp leysni eftirfarandi efnasambanda í grömmum á hverja 100 mL af vatni. Þar sem þessi efnasambönd eru aðeins torleyst skal gera ráð fyrir að rúmmálið breytist ekki við upplausn og reikna leysnimargfeldi fyrir hvert þeirra.

(a) BaSiF 6, 0,026 g/100 mL (inniheldur SiF 6 2− jónir)

(b) Ce(IO₃)₄, $1.5\times {10}^{\mathrm{-2}}$ g/100 mL

(c) Gd₂(SO₄)₃, 3,98 g/100 mL

(d) (NH₄)₂PtBr₆, 0,59 g/100 mL (inniheldur ${\mathrm{Pt}{\mathrm{Br}}_6}^{2-}$ jónir)

Handbók í efna- og eðlisfræði (The Handbook of Chemistry and Physics) gefur upp leysni eftirfarandi efnasambanda í grömmum á hverja 100 mL af vatni. Þar sem þessi efnasambönd eru aðeins torleyst skal gera ráð fyrir að rúmmálið breytist ekki við upplausn og reikna leysnimargfeldi fyrir hvert þeirra.

(a) BaSeO 4, 0,0118 g/100 mL

(b) Ba(BrO₃)₂ ·H₂O, 0,30 g/100 mL

(c) NH 4 MgAsO 4 ·6H₂O, 0,038 g/100 mL

(d) La₂(MoO₄)₃, 0,00179 g/100 mL

Notaðu leysnimargfeldi til að spá fyrir um hvert eftirfarandi salta er leysanlegast í hreinu vatni, mælt í mólum á lítra: CaF₂, Hg₂Cl₂, PbI₂, eða Sn(OH)₂.

Gerðu ráð fyrir að engin önnur jafnvægi en upplausn eigi sér stað og reiknaðu mólleysni hvers eftirfarandi efna út frá leysnimargfeldi þess:

(a) KHC₄H₄O₆

(b) PbI₂

(c) Ag₄[Fe(CN)₆], salt sem inniheldur [Fe(CN)₆]⁴⁻ jónina

(d) Hg₂I₂

Gerðu ráð fyrir að engin önnur jafnvægi en upplausn eigi sér stað og reiknaðu mólleysni hvers eftirfarandi efna út frá leysnimargfeldi þess:

(a) Ag₂SO₄

(b) PbBr₂

(c) AgI

(d) CaC₂O₄ ·H₂O

Gerðu ráð fyrir að engin önnur jafnvægi en upplausn eigi sér stað og reiknaðu styrk allra uppleystra efna í eftirfarandi saltlausnum sem eru í snertingu við lausn sem inniheldur sameiginlega jón. Sýndu fram á að hægt sé að líta fram hjá breytingum á upphafsstyrk sameiginlegu jónanna.

(a) AgCl(s) í 0,025 M NaCl

(b) CaF₂ (s) í 0,00133 M KF

(c) Ag₂SO₄ (s) í 0,500 L af lausn sem inniheldur 19,50 g af K₂SO 4

(d) Zn(OH)₂ (s) í stuðpúðalausn við pH 11,45

Að því gefnu að engin önnur jafnvægi en upplausn komi við sögu, reiknaðu styrk allra uppleystra einda í hverri af eftirfarandi saltlausnum sem eru í snertingu við lausn með sameiginlegri jón. Sýndu fram á að hægt sé að horfa fram hjá breytingum á upphafsstyrk sameiginlegu jónanna.

(a) TlCl(s) í 1,250 M HCl

(b) PbI₂ (s) í 0,0355 M CaI₂

(c) Ag₂CrO₄ (s) í 0,225 L af lausn sem inniheldur 0,856 g af K₂CrO₄

(d) Cd(OH)₂ (s) í stuðpúðalausn við pH-gildið 10,995

Að því gefnu að engin önnur jafnvægi en upplausn komi við sögu, reiknaðu styrk allra uppleystra einda í hverri af eftirfarandi saltlausnum sem eru í snertingu við lausn með sameiginlegri jón. Tilgreindu hvort viðeigandi sé að horfa fram hjá breytingum á upphafsstyrk sameiginlegu jónanna eða ekki.

(a) TlCl(s) í 0,025 M TlNO₃

(b) BaF₂ (s) í 0,313 M KF

(c) MgC₂O₄ í 2,250 L af lausn sem inniheldur 8,156 g af Mg(NO₃)₂

(d) Ca(OH)₂ (s) í óstuðpúðaðri lausn sem hefur upphaflega pH-gildið 12,700

Útskýrðu hvers vegna hægt er að horfa fram hjá breytingum á styrk sameiginlegu jónanna í dæmi 15,17.

Útskýrðu hvers vegna ekki er hægt að horfa fram hjá breytingum á styrk sameiginlegu jónanna í dæmi 15,18.

Reiknaðu leysni álhýdroxíðs, Al(OH)₃, í stuðpúðalausn við pH 11,00.

Sjá viðauka J fyrir leysnimargfeldi kalsíumsalta. Ákvarðaðu hvaða kalsíumsalt á listanum er leysanlegast í mólum á lítra og hvert er leysanlegast í grömmum á lítra.

Flest baríumsambönd eru mjög eitruð; þó er baríumsúlfat oft gefið innvortis sem hjálparefni við röntgenrannsóknir á neðri hluta meltingarvegar (mynd 15,4). Þessi notkun á BaSO₄ er möguleg vegna þess hve lítil leysni þess er. Reiknaðu mólleysni BaSO₄ og massa baríums í 1,00 L af vatni sem er mettað af BaSO₄.

Staðlar lýðheilsuyfirvalda fyrir neysluvatn setja hámarkið 250 mg/L ($2.60\times {10}^{\mathrm{-3}}$ M) fyrir ${\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4}^{2-}$ vegna hægðalosandi verkunar þess. Uppfyllir náttúrulegt vatn sem er mettað af CaSO₄ („gipsvatn“) vegna þess að það hefur runnið í gegnum jarðveg sem inniheldur kalsíumsúlfat (gifs), CaSO₄·2H₂O, þessa staðla? Hver er styrkur ${\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4}^{2-}$ í slíku vatni?

Framkvæmdu eftirfarandi útreikninga:

(a) Reiknaðu [Ag⁺] í mettaðri vatnslausn af AgBr.

(b) Hvert verður [Ag⁺] þegar nægilegu magni af KBr hefur verið bætt við til að gera [Br⁻ ] = 0,050 M?

(c) Hvert verður [Br⁻ ] þegar nægilegu magni af AgNO₃ hefur verið bætt við til að gera [Ag⁺] = 0,020 M?

Leysnimargfeldi CaSO₄·2H₂O er $2.4\times {10}^{\mathrm{-5}}$. Hvaða massi af þessu salti leysist upp í 1,0 L af 0,010 M ${\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4}^{2-}$

Gerðu ráð fyrir að engin önnur jafnvægi en upplausn eigi sér stað og reiknaðu styrk jóna í mettaðri lausn af hverju eftirfarandi efna (sjá viðauka J fyrir leysnimargfeldi).

(a) TlCl

(b) BaF₂

(c) Ag₂CrO₄

(d) CaC₂O₄ ·H₂O

(e) steindin anglesít, PbSO₄

Gerðu ráð fyrir að engin önnur jafnvægi en upplausn eigi sér stað og reiknaðu styrk jóna í mettaðri lausn af hverju eftirfarandi efna (sjá viðauka J fyrir leysnimargfeldi):

(a) AgI

(b) Ag₂SO₄

(c) Mn(OH)₂

(d) Sr(OH)₂ ·8H₂O

(e) steindin brúsít, Mg(OH)₂

Eftirfarandi styrkir finnast í blöndum jóna í jafnvægi við torleysin föst efni. Út frá uppgefnum styrk skal reikna K_sp fyrir hvert tilgreint torleyst fast efni:

(a) AgBr: [Ag⁺] = $5.7\times {10}^{\mathrm{-7}}$ M, [Br⁻ ] = $5.7\times {10}^{\mathrm{-7}}$ M

(b) CaCO₃: [Ca²⁺] = $5.3\times {10}^{\mathrm{-3}}$ M, [${\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3}^{2-}$] [${\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3}^{2-}$] = $9.0\times {10}^{\mathrm{-7}}$ M

(c) PbF 2: [Pb²⁺] = $2.1\times {10}^{\mathrm{-3}}$ M, [F⁻ ] = $4.2\times {10}^{\mathrm{-3}}$ M

(d) Ag₂CrO₄: [Ag⁺] = $5.3\times {10}^{\mathrm{-5}}$ M, $3.2\times {10}^{\mathrm{-3}}$ M

(e) InF 3: [In³⁺ ] = $2.3\times {10}^{\mathrm{-3}}$ M, [F⁻ ] = $7.0\times {10}^{\mathrm{-3}}$ M

Eftirfarandi styrkir finnast í blöndum jóna í jafnvægi við torleysin föst efni. Út frá uppgefnum styrk skal reikna K_sp fyrir hvert tilgreint torleyst fast efni:

(a) TlCl: [Tl + ] = $1.21\times {10}^{\mathrm{-2}}$ M, [Cl⁻ ] = $1.2\times {10}^{\mathrm{-2}}$ M

(b) Ce(IO₃)₄: [Ce⁴⁺] = $1.8\times {10}^{\mathrm{-4}}$ M, [${\mathrm{I}{\mathrm{O}}_3}^{-}$] = $2.6\times {10}^{\mathrm{-13}}$ M

(c) Gd₂(SO₄)₃: [Gd³⁺] = 0,132 M, [${\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4}^{2-}$] = 0,198 M

(d) Ag₂SO₄: [Ag⁺] = $2.40\times {10}^{\mathrm{-2}}$ M, [${\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4}^{2-}$] = $2.05\times {10}^{\mathrm{-2}}$ M

(e) BaSO₄: [Ba²⁺ ] = 0,500 M, [${\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4}^{2-}$] [${\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4}^{2-}$] = $2.16\times {10}^{\mathrm{-10}}$ M

Hvert eftirfarandi efnasambanda fellur út úr lausn sem hefur tilgreindan styrk? (Sjá viðauka J fyrir gildi á K_sp.)

(a) KClO₄: [K⁺] = 0,01 M, [ClO 4 −] [ClO 4 −] = 0,01 M

(b) K₂PtCl₆: [K⁺] = 0,01 M, [${\mathrm{Pt}{\mathrm{Cl}}_6}^{2-}$] [${\mathrm{Pt}{\mathrm{Cl}}_6}^{2-}$] = 0,01 M

(c) PbI₂: [Pb²⁺] = 0,003 M, [I⁻ ] = $1.3\times {10}^{\mathrm{-3}}$ M

(d) Ag₂S: [Ag⁺] = $1\times {10}^{\mathrm{-10}}$ M, [S²⁻] = $1\times {10}^{\mathrm{-13}}$ M

Hvert eftirfarandi efnasambanda fellur út úr lausn sem hefur tilgreindan styrk? (Sjá viðauka J fyrir gildi á K_sp.)

(a) CaCO₃: [Ca²⁺] = 0,003 M, [${\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3}^{2-}$] [${\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3}^{2-}$] = 0,003 M

(b) Co(OH)₂: [Co²⁺] = 0,01 M, [OH⁻] = $1\times {10}^{\mathrm{-7}}$ M

(c) CaHPO₄: [Ca²⁺] = 0,01 M, [${\mathrm{H}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4}^{2-}$] [${\mathrm{H}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4}^{2-}$] = $2\times {10}^{\mathrm{-6}}$ M

(d) Pb₃(PO₄)₂: [Pb²⁺] = 0,01 M, [${\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4}^{3-}$] = $1\times {10}^{\mathrm{-13}}$ M

Reiknaðu styrk Tl + þegar TlCl byrjar rétt að falla út úr lausn þar sem styrkur Cl⁻ er 0,0250 M.

Reiknaðu styrk súlfatjónar þegar BaSO₄ byrjar rétt að falla út úr lausn sem er 0,0758 M af Ba²⁺.

Reiknaðu styrk Sr²⁺ þegar SrCrO 4 byrjar að falla út úr lausn sem er 0,0025 M af CrO 4 2–.

Reiknaðu styrk ${\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4}^{3-}$ þegar Ag₃PO₄ byrjar að falla út úr lausn sem er 0,0125 M af Ag⁺.

Reiknaðu þann styrk F⁻ sem þarf til að hefja útfellingu á CaF₂ í lausn sem er 0,010 M af Ca²⁺.

Reiknaðu þann styrk Ag⁺ sem þarf til að hefja útfellingu á Ag₂CO₃ í lausn sem er $2.50\times {10}^{\mathrm{-6}}$ M af ${\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3}^{2-}$

Hvaða [Ag⁺] þarf til að minnka [${\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3}^{2-}$] niður í $8.2\times {10}^{\mathrm{-4}}$ M með útfellingu á Ag₂CO₃?

Hvaða [F⁻ ] þarf til að minnka [Ca²⁺] niður í $1.0\times {10}^{\mathrm{-4}}$ M með útfellingu á CaF₂?

Rúmmáli sem nemur 0,800 L af $2\times {10}^{\mathrm{-4}}$ M Ba(NO₃)₂ lausn er bætt við 0,200 L af $5\times {10}^{\mathrm{-4}}$ M Li₂SO₄. Fellur BaSO₄ út? Rökstuddu svarið.

Framkvæmdu þessa útreikninga fyrir nikkel(II)karbónat. (a) Með hvaða rúmmáli af vatni þarf að þvo botnfall sem inniheldur NiCO₃ til að leysa upp 0,100 g af þessu efnasambandi? Gerðu ráð fyrir að skolvatnið verði mettað af NiCO₃ (K_sp = $1.36\times {10}^{\mathrm{-7}}$).

(b) Ef NiCO₃ væri óhreinindi í sýni af CoCO₃ (K_sp = $1.0\times {10}^{\mathrm{-12}}$), hvaða massi af CoCO₃ hefði tapast? Hafðu í huga að bæði NiCO₃ og CoCO₃ leysast upp í sömu lausn.

Járnstyrkur sem er hærri en $5.4\times {10}^{\mathrm{-6}}$ M í vatni sem notað er til þvotta getur valdið blettum. Hvaða [OH⁻] þarf til að minnka [Fe²⁺] niður í þetta gildi með útfellingu á Fe(OH)₂?

Lausn er 0,010 M af bæði Cu²⁺ og Cd²⁺. Hvaða hlutfall af Cd²⁺ verður eftir í lausninni þegar 99,9% af Cu²⁺ hefur fallið út sem CuS með því að bæta við súlfíði?

Lausn er 0,15 M af bæði Pb²⁺ og Ag⁺. Ef Cl⁻ er bætt við þessa lausn, hver er [Ag⁺] þegar PbCl₂ byrjar að falla út?

Hvaða hvarfefni mætti nota til að aðskilja jónirnar í hverri af eftirfarandi blöndum, sem eru 0,1 M með tilliti til hverrar jónar? Í sumum tilfellum gæti þurft að stjórna sýrustiginu (pH). (Ábending: Skoðaðu K_sp gildin sem gefin eru í viðauka J.)

(a) ${{\mathrm{Hg}}_2}^{2+}$ og Cu²⁺

(b) ${\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4}^{2-}$ og Cl⁻

(c) Hg²⁺ og Co²⁺

(d) Zn²⁺ og Sr²⁺

(e) Ba²⁺ og Mg²⁺

(f) ${\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3}^{2-}$ og OH⁻

Lausn inniheldur $1.0\times {10}^{\mathrm{-5}}$ mól af KBr og 0,10 mól af KCl á lítra. AgNO₃ er smám saman bætt við þessa lausn. Hvort myndast fyrst, fast AgBr eða fast AgCl?

Lausn inniheldur $1.0\times {10}^{\mathrm{-2}}$ mól af KI og 0,10 mól af KCl á lítra. AgNO₃ er smám saman bætt við þessa lausn. Hvort myndast fyrst, fast AgI eða fast AgCl?

Kalsíumjónir í blóðsermi manna eru nauðsynlegar fyrir blóðstorknun (mynd 15,5). Kalíumoxalat, K₂C₂O₄, er notað sem segavarnarlyf þegar blóðsýni er tekið til rannsóknarstofuprófa vegna þess að það fjarlægir kalsíum sem botnfall af CaC₂O₄ ·H₂O. Nauðsynlegt er að fjarlægja allt nema 1,0% af Ca²⁺ í blóðserminu til að koma í veg fyrir storknun. Ef venjulegt blóðvatn með stuðpúðað pH-gildi upp á 7,40 inniheldur 9,5 mg af Ca²⁺ í hverjum 100 mL af blóðsermi, hvaða massa af K₂C₂O₄ þarf til að koma í veg fyrir storknun á 10 mL blóðsýni sem er 55% blóðvatn að rúmmáli? (Öll rúmmál eru nákvæm upp á tvo markverða tölustafi. Athugaðu að rúmmál blóðvatns í 10 mL blóðsýni er 5,5 mL. Gerðu ráð fyrir að K_sp gildið fyrir CaC₂O₄ í blóðsermi sé það sama og í vatni.)

Um það bil 50% af þvagsteinum (nýrnasteina) samanstanda af kalsíumfosfati, Ca₃(PO₄)₂. Venjulegt miðgildi kalsíums sem skilst út í þvagi er 0,10 g af Ca²⁺ á dag. Gera má ráð fyrir að venjulegt miðgildi þvagláts sé 1,4 L á dag. Hver er hámarksstyrkur fosfatjónar sem þvag getur innihaldið áður en steinn byrjar að myndast?

pH-gildi eðlilegs þvags er 6,30 og heildarstyrkur fosfats ([${\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4}^{3-}$] + [${\mathrm{H}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4}^{2-}$] + [${{\mathrm{H}}_2\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4}^{-}$] + [H₃PO₄ ]) er 0,020 M. Hver er lágmarksstyrkur Ca²⁺ sem þarf til að koma af stað myndun nýrnasteina? (Sjá dæmi 15,49 fyrir frekari upplýsingar.)

Magnesíummálmur (sem er hluti af málmblöndum sem notaðar eru í flugvélum og afoxari við framleiðslu á úrani, títani og öðrum hvarfgjörnum málmum) er unninn úr sjó með eftirfarandi hvarfaröð:

${\mathrm{Mg}}^{2+}(\text{aq})+\mathrm{Ca}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_2(\text{aq})⟶\mathrm{Mg}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_2(\text{s})+{\mathrm{Ca}}^{2+}(\text{aq})$

$\mathrm{Mg}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_2(\text{s})+2\mathrm{H}\mathrm{Cl}(\text{aq})⟶\mathrm{Mg}{\mathrm{Cl}}_2(\text{s})+2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(\text{l})$

$\mathrm{Mg}{\mathrm{Cl}}_2(\text{l})\to \text{rafgreining}\to \mathrm{Mg}(\text{s})+{\mathrm{Cl}}_2(\text{g})$

Eðlismassi sjávar er 1,026 g/cm³ og hann inniheldur 1272 milljónustu hluta (ppm) af magnesíum sem Mg²⁺ (aq) miðað við massa. Hvaða massa, í kílógrömmum, af Ca(OH)₂ þarf til að fella út 99,9% af magnesíum í $1.00\times {10}^3$ L af sjó?

Brennisteinsvetni er dælt í lausn þar sem styrkur bæði Pb²⁺ og Fe²⁺ er 0,10 M og styrkur HCl er 0,30 M. Eftir að lausnin hefur náð jafnvægi er hún mettuð af H₂S ([H₂S] = 0,10 M). Hvaða styrkur af Pb²⁺ og Fe²⁺ er eftir í lausninni? Fyrir mettaða lausn af H₂S getum við notað jafnvægið:

${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}(\text{aq})+2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(\text{l})\rightleftharpoons 2{{\mathrm{H}}_3\mathrm{O}}^{+}(\text{aq})+{\mathrm{S}}^{2-}(\text{aq})\mathrm{K}\text{=}\text{1,0}\text{×}\text{10⁻²⁶}$

(Vísbending: [H₃O⁺] breytist þegar málmsúlfíð falla út.)

Framkvæmdu eftirfarandi útreikninga sem varða styrk joðatjóna:

(a) Styrkur joðatjóna í mettaðri lausn af La(IO₃)₃ reyndist vera $3.1\times {10}^{\mathrm{-3}}$ mol/L. Finndu K_sp.

(b) Finndu styrk joðatjóna í mettaðri lausn af Cu(IO₃)₂ (K_sp = $7.4\times {10}^{\mathrm{-8}}$).

Reiknaðu mólleysni AgBr í 0,035 M NaBr (K_sp = $5\times {10}^{\mathrm{-13}}$).

Hversu mörg grömm af Pb(OH)₂ leysast upp í 500 mL af 0,050 M PbCl₂ lausn (K_sp = $1.2\times {10}^{\mathrm{-15}}$)?

Notaðu hermunina úr fyrri Tengli á námsefni til að leysa eftirfarandi dæmi. Notaðu 0,01 g af CaF₂ og gefðu upp K_sp gildin sem finnast í 0,2 M lausn af hverju salti. Ræddu hvers vegna gildin breytast þegar skipt er um leysanleg sölt.

Hversu mörg grömm af magnesíumjólk, Mg(OH)₂ (s) (58,3 g/mol), væru leysanleg í 200 mL af vatni? K_sp = $7.1\times {10}^{\mathrm{-12}}$. Láttu jónajöfnuna og stæðuna fyrir K_sp fylgja með í svarinu. (K_w = $1\times {10}^{\mathrm{-14}}$ = [H₃O⁺ ][OH⁻])

Tvö ímynduð sölt, LM 2 og LQ, hafa sömu mólleysni í H₂O. Ef K_sp fyrir LM 2 er $3.20\times {10}^{\mathrm{-5}}$, hvert er þá gildi K_sp fyrir LQ?

Styrkur karbónatjóna er smám saman aukinn í lausn sem inniheldur jafnan styrk tvígildra katjóna af magnesíum, kalsíum, strontíum, baríum og mangani. Hvert eftirfarandi karbónata mun falla fyrst út? Hvert mun falla síðast út? Útskýrðu.

(a) MgCO₃·3H₂O K_sp = $1\times {10}^{\mathrm{-5}}$

(b) CaCO₃ K_sp = $8.7\times {10}^{\mathrm{-9}}$

(c) SrCO₃ K_sp = $7\times {10}^{\mathrm{-10}}$

(d) BaCO₃ K_sp = $1.6\times {10}^{\mathrm{-9}}$

(e) MnCO₃ K_sp = $8.8\times {10}^{\mathrm{-11}}$

Hversu mörg grömm af Zn(CN)₂ (s) (117,44 g/mol) myndu leysast upp í 100 mL af H₂O? Láttu stillta efnajöfnu og stæðuna fyrir K_sp fylgja með í svarinu. Gildi K_sp fyrir Zn(CN)₂ (s) er $3.0\times {10}^{\mathrm{-16}}$.

Þótt Ca(OH)₂ sé ódýr basi takmarkar lítil leysni hans notkunarmöguleikana. Hvert er sýrustig (pH) mettaðrar lausnar af Ca(OH)₂?

Við hvaða aðstæður, ef einhverjar, leysist sýni af föstu AgCl að fullu upp í hreinu vatni?

Útskýrðu hvers vegna viðbót af NH₃ eða HNO₃ við mettaða lausn af Ag₂CO₃ í snertingu við fast Ag₂CO₃ eykur leysni fasta efnisins.

Reiknaðu styrk kadmíumjóna, [Cd²⁺], í lausn sem er útbúin með því að blanda 0,100 L af 0,0100 M Cd(NO₃)₂ við 0,150 L af 0,100 M NH₃ (aq).

Útskýrðu hvers vegna viðbót af NH₃ eða HNO₃ við mettaða lausn af Cu(OH)₂ í snertingu við fast Cu(OH)₂ eykur leysni fasta efnisins.

Stundum er jafnvægi flókajóna lýst með sundrunarföstum, K_d. Fyrir flókajónina ${\mathrm{Al}{\mathrm{F}}_6}^{3-}$ er sundrunarhvarfið:

${\mathrm{Al}{\mathrm{F}}_6}^{3-}\rightleftharpoons {\mathrm{Al}}^{3+}+\text{6}{\mathrm{F}}^{-}\text{og}\text{<em>K</em>_d}\text{=}\text{[Al³⁺]}\text{[F⁻]}\text{6/[<span class="os-math-in-para"><math display="inline"><semantics><mrow><msup><mrow><mi mathvariant="normal">Al</mi><msub><mi mathvariant="normal">F</mi><mn>6</mn></msub></mrow><mrow><mn>3</mn><mo>−</mo></mrow></msup></mrow></semantics></math></span>]}\text{=}\text{2}\text{×}\text{10⁻²⁴}$

Reiknaðu gildi myndunarfastans, K_f, fyrir ${\mathrm{Al}{\mathrm{F}}_6}^{3-}$

Reiknaðu klofningsfastann með því að nota gildi myndunarfasta flókajónarinnar ${\mathrm{Co}{(\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3)}_6}^{2+}$

Notaðu klofningsfastann, K_d = $3.3\times {10}^{\mathrm{-19}}$, til að reikna út jafnvægisstyrk Cd²⁺ og CN⁻ í 0,250 M lausn af ${\mathrm{Cd}{(\mathrm{C}\mathrm{N})}_4}^{2-}$

Notaðu klofningsfastann, K_d = $3.4\times {10}^{\mathrm{-15}}$, til að reikna út jafnvægisstyrk Zn²⁺ og OH⁻ í 0,0465 M lausn af ${\mathrm{Zn}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_4}^{2-}$

Notaðu klofningsfastann, K_d = $2.2\times {10}^{\mathrm{-34}}$, til að reikna út jafnvægisstyrk Co³⁺ og NH₃ í 0,500 M lausn af ${\mathrm{Co}{(\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3)}_6}^{3+}$

Notaðu klofningsfastann, K_d = $1\times {10}^{\mathrm{-44}}$, til að reikna út jafnvægisstyrk Fe³⁺ og CN⁻ í 0,333 M lausn af ${\mathrm{Fe}{(\mathrm{C}\mathrm{N})}_6}^{3-}$

Reiknaðu massa kalíumsýaníðjónar sem bæta þarf við 100 mL af lausn til að leysa upp $2.0\times {10}^{\mathrm{-2}}$ mól af silfursýaníði, AgCN.

Reiknaðu lágmarksstyrk ammoníaks sem þarf í 1,0 L af lausn til að leysa upp $3.0\times {10}^{\mathrm{-3}}$ mól af silfurbromíði.

Rúlla af 35 mm svarthvítri ljósmyndafilmu inniheldur um 0,27 g af ólýstu AgBr fyrir framköllun. Hvaða massi af Na₂S₂O₃·5H₂O (natríumþíósúlfatpentahýdrati, eða hýpó) í 1,0 L af festilausn þarf til að leysa AgBr upp sem ${\mathrm{Ag}{({\mathrm{S}}_2{\mathrm{O}}_3)}_2}^{3-}$ (K_f = $4.7\times {10}^{13}$)?

Við höfum kynnst inngangsskilgreiningu á sýru: Sýra er efnasamband sem hvarfast við vatn og eykur magn oxóníumjóna. Í kaflanum um sýrur og basa sáum við tvær aðrar skilgreiningar á sýrum: efnasamband sem gefur öðru efnasambandi róteind (vetnisjón, H +) kallast Brønsted-Lowry sýra, og Lewis-sýra er hvaða efnategund sem er sem getur tekið við rafeindapari. Útskýrðu hvers vegna inngangsskilgreiningin er stórsæ skilgreining, en Brønsted-Lowry skilgreiningin og Lewis-skilgreiningin eru smásæjar skilgreiningar.

Teiknaðu Lewis-byggingar hvarfefna og myndefna fyrir hverja af eftirfarandi jöfnum og tilgreindu Lewis-sýruna og Lewis-basann í hverju tilviki:

(a) $\mathrm{C}\mathrm{O}\text{2}+{\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-}⟶{\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3}^{-}$

(b) $\mathrm{B}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_3+{\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-}⟶{\mathrm{B}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_4}^{-}$

(c) ${\mathrm{I}}^{-}+{\mathrm{I}}_2⟶{{\mathrm{I}}_3}^{-}$

(d) $\mathrm{Al}\mathrm{Cl}\text{3}+{\mathrm{Cl}}^{-}⟶\mathrm{Al}\mathrm{Cl}\text{4}\text{−}\text{(notaðu}\text{Al-Cl}\text{eintengi)}$

(e) ${\mathrm{O}}^{2-}+\mathrm{S}{\mathrm{O}}_3⟶{\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4}^{2-}$

Teiknaðu Lewis-byggingar hvarfefna og myndefna fyrir hverja af eftirfarandi jöfnum og tilgreindu Lewis-sýruna og Lewis-basann í hverju tilviki:

(a) $\mathrm{C}\mathrm{S}\text{2}+\mathrm{S}\mathrm{H}\text{−}⟶\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{S}\text{3}\text{−}$

(b) $\mathrm{B}{\mathrm{F}}_3+{\mathrm{F}}^{-}⟶\mathrm{B}\mathrm{F}\text{4}\text{−}$

(c) ${\mathrm{I}}^{-}+\mathrm{Sn}{\mathrm{I}}_2⟶{\mathrm{Sn}{\mathrm{I}}_3}^{-}$

(d) $\mathrm{Al}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_3+{\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-}⟶{\mathrm{Al}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_4}^{-}$

(e) ${\mathrm{F}}^{-}+\mathrm{S}{\mathrm{O}}_3⟶\mathrm{S}\mathrm{F}\mathrm{O}\text{3}\text{−}$

Notaðu Lewis-byggingar til að skrifa stilltar jöfnur fyrir eftirfarandi efnahvörf:

(a) $\mathrm{H}\mathrm{Cl}\text{(g)}+\mathrm{P}\mathrm{H}\text{3}\text{(g)}⟶$

(b) ${{\mathrm{H}}_3\mathrm{O}}^{+}+\mathrm{C}\mathrm{H}\text{3}\text{−}⟶$

(c) $\mathrm{Ca}\mathrm{O}+\mathrm{S}{\mathrm{O}}_3⟶$

(d) ${\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4}^{+}+{{\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_5\mathrm{O}}^{-}⟶$

Reiknaðu [HgCl 4 2−] í lausn sem er útbúin með því að bæta 0,0200 mólum af NaCl út í 0,250 L af 0,100 M HgCl₂ lausn.

Við títrun á sýaníðjón er 28,72 mL af 0,0100 M AgNO₃ bætt við áður en botnfall byrjar að myndast. [Hvarf Ag⁺ við CN⁻ gengur til fulls og myndar flókann ${\mathrm{Ag}{(\mathrm{C}\mathrm{N})}_2}^{-}$] Botnfall af föstu AgCN myndast þegar umframmagni af Ag⁺ er bætt út í lausnina, umfram það magn sem þarf til að ljúka myndun ${\mathrm{Ag}{(\mathrm{C}\mathrm{N})}_2}^{-}$ Hversu mörg grömm af NaCN voru í upprunalega sýninu?

Hver er styrkur Ag⁺, CN⁻ og ${\mathrm{Ag}{(\mathrm{C}\mathrm{N})}_2}^{-}$ í mettaðri lausn af AgCN?

Í þunnri vatnslausn virkar HF sem veik sýra. Hins vegar er hreint fljótandi HF (suðumark = 19,5 °C) sterk sýra. Í fljótandi HF virkar HNO₃ sem basi og tekur við róteindum. Hægt er að auka sýrustig fljótandi HF með því að bæta við einu af nokkrum ólífrænum flúoríðum sem eru Lewis-sýrur og taka við F⁻ jón (til dæmis BF₃ eða SbF 5). Skrifaðu stilltar efnajöfnur fyrir hvarf hreins HNO₃ við hreint HF og hreins HF við BF₃.

Einfaldasta amínósýran er glýsín, H₂NCH₂CO₂H. Sameiginlegt einkenni amínósýra er að þær innihalda virku hópana: amínhóp, –NH₂, og karboxýlsýruhóp, –CO₂H. Amínósýra getur virkað annaðhvort sem sýra eða basi. Fyrir glýsín er sýrustyrkur karboxýlhópsins um það bil sá sami og hjá ediksýru, CH₃CO₂H, og basastyrkur amínhópsins er aðeins meiri en hjá ammoníaki, NH₃.

(a) Skrifaðu Lewis-byggingar jónanna sem myndast þegar glýsín er leyst upp í 1 M HCl og í 1 M KOH.

(b) Skrifaðu Lewis-byggingu glýsíns þegar þessi amínósýra er leyst upp í vatni. (Vísbending: Hugleiddu hlutfallslegan basastyrk –NH₂ og − CO 2 − hópanna.)

Bórsýra, H₃BO₃, er ekki Brønsted-Lowry sýra heldur Lewis-sýra. (Vísbending: Sjá jöfnuna í dæmi 15,76)

(a) Skrifaðu jöfnu fyrir hvarf hennar við vatn.

(b) Spáðu fyrir um lögun anjónarinnar sem þannig myndast.

(c) Hver er svigrúmablöndun bórsins og er hún í samræmi við þá lögun sem þú spáðir fyrir um?

Mettuð lausn af torleysanlegum rafvaka í snertingu við dálítið af fasta rafvakanum telst vera kerfi í jafnvægi. Útskýrðu. Hvers vegna kallast slíkt kerfi misleitt jafnvægi?

Reiknaðu jafnvægisstyrk Ni²⁺ í 1,0 M lausn af [Ni(NH₃)₆](NO₃)₂.

Reiknaðu jafnvægisstyrk Zn²⁺ í 0,30 M lausn af ${\mathrm{Zn}{(\mathrm{C}\mathrm{N})}_4}^{2-}$

Reiknaðu jafnvægisstyrk Cu²⁺ í lausn sem hefur upphaflega 0,050 M Cu²⁺ og 1,00 M NH₃.

Reiknaðu jafnvægisstyrk Zn²⁺ í lausn sem hefur upphaflega 0,150 M Zn²⁺ og 2,50 M CN⁻.

Reiknaðu jafnvægisstyrk Fe³⁺ þegar 0,0888 mólum af K₃[Fe(CN)₆] er bætt út í lausn með 0,00010 M CN⁻.

Reiknaðu jafnvægisstyrk Co²⁺ þegar 0,010 mólum af [Co(NH₃)₆](NO₃)₂ er bætt út í lausn með 0,25 M NH₃. Gerðu ráð fyrir að rúmmálið sé 1,00 L.

Reiknaðu mólleysni Sn(OH)₂ í stuðpúðalausn sem inniheldur jafnan styrk af NH₃ og ${\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4}^{+}$

Reiknaðu mólleysni Al(OH)₃ í stuðpúðalausn með 0,100 M NH₃ og 0,400 M ${\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4}^{+}$

Hver er mólleysni CaF₂ í 0,100 M lausn af HF? K_a fyrir HF = $6.4\times {10}^{\mathrm{-4}}$.

Hver er mólleysni BaSO₄ í 0,250 M lausn af NaHSO₄? K_a fyrir ${\mathrm{H}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4}^{-}$ = $1.2\times {10}^{\mathrm{-2}}$.

Hver er mólleysni Tl(OH)₃ í 0,10 M lausn af NH₃?

Hver er mólleysni Pb(OH)₂ í 0,138 M lausn af CH₃NH₂?

Lausn af 0,075 M CoBr₂ er mettuð með H₂S ([H₂S] = 0,10 M). Hvert er lægsta pH-gildi þar sem CoS byrjar að falla út?

$\mathrm{Co}\mathrm{S}(\text{s})\rightleftharpoons \mathrm{Co}$²⁺(aq) + S²⁻(aq) K_sp = $2.3\times {10}^{\mathrm{-27}}$

${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}\text{(aq)}+\text{2}{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\text{(l)}\rightleftharpoons \text{2}{{\mathrm{H}}_3\mathrm{O}}^{+}\text{(aq)}+{\mathrm{S}}^{2-}\text{(aq)}\mathrm{K}\text{=}\text{8,9}\text{×}\text{10⁻²⁷}$

0,125 M lausn af Mn(NO₃)₂ er mettuð með H₂S ([H₂S] = 0,10 M). Við hvaða pH-gildi byrjar MnS að falla út?

$\mathrm{Mn}\mathrm{S}(\text{s})\rightleftharpoons \mathrm{Mn}$²⁺ (aq) + S²⁻ (aq) K_sp = $2.3\times {10}^{\mathrm{-13}}$

${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}\text{(aq)}+\text{2}{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\text{(l)}\rightleftharpoons \text{2}{{\mathrm{H}}_3\mathrm{O}}^{+}\text{(aq)}+{\mathrm{S}}^{2-}\text{(aq)}\mathrm{K}\text{=}\text{1,0}\text{×}\text{10⁻²⁶}$

Bæði AgCl og AgI leysast upp í NH₃.

(a) Hvaða massi af AgI leysist upp í 1,0 L af 1,0 M NH₃?

(b) Hvaða massi af AgCl leysist upp í 1,0 L af 1,0 M NH₃?

Eftirfarandi spurning er tekin úr Advanced Placement-prófi í efnafræði og er birt með leyfi Educational Testing Service.

Leystu eftirfarandi dæmi:

$\mathrm{Mg}{\mathrm{F}}_2(\text{s})\rightleftharpoons {\mathrm{Mg}}^{2+}(\text{aq})+2{\mathrm{F}}^{-}(\text{aq})$

Í mettaðri lausn af MgF₂ við 18 °C er styrkur Mg²⁺ jafn $1.21\times {10}^{\mathrm{-3}}$ M. Jafnvæginu er lýst með jöfnunni hér á undan.

(a) Skrifaðu stæðuna fyrir leysnimargfeldið, K_sp, og reiknaðu gildi þess við 18 °C.

(b) Reiknaðu jafnvægisstyrk Mg²⁺ í 1,000 L af mettaðri MgF₂ lausn við 18 °C þar sem 0,100 mólum af föstu KF hefur verið bætt við. KF leysist að fullu upp. Gerðu ráð fyrir að rúmmálsbreytingin sé hverfandi.

(c) Spáðu fyrir um hvort botnfall af MgF₂ myndist þegar 100,0 mL af $3.00\times {10}^{\mathrm{-3}}$ M lausn af Mg(NO₃)₂ er blandað saman við 200,0 mL af $2.00\times {10}^{\mathrm{-3}}$ M lausn af NaF við 18 °C. Sýndu útreikninga til að styðja spá þína.

(d) Við 27 °C er styrkur Mg²⁺ í mettaðri lausn af MgF₂ jafn $1.17\times {10}^{\mathrm{-3}}$ M. Er upplausn MgF₂ í vatni innvermið eða útvermið ferli? Gefðu skýringu til að styðja niðurstöðu þína.

Hvert eftirfarandi efnasambanda hefur meiri leysni þegar það er leyst upp í 0,01 M lausn af HClO₄ en í hreinu vatni: CuCl, CaCO₃, MnS, PbBr₂, CaF₂? Rökstuddu svarið.

Hvert eftirfarandi efnasambanda hefur meiri leysni þegar það er leyst upp í 0,01 M lausn af HClO₄ en í hreinu vatni: AgBr, BaF₂, Ca₃(PO₄)₂, ZnS, PbI₂? Rökstuddu svarið.

Hvaða áhrif hefur það á magn fasts Mg(OH)₂ sem leysist upp og styrk Mg²⁺ og OH⁻ þegar hverju af eftirfarandi er bætt við blöndu af föstu Mg(OH)₂ og vatni við jafnvægi?

(a) MgCl₂

(b) KOH

(c) HClO₄

(d) NaNO₃

(e) Mg(OH)₂

Hvaða áhrif hefur það á magn CaHPO₄ sem leysist upp og styrk Ca²⁺ og ${\mathrm{H}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4}^{2-}$ þegar hverju af eftirfarandi er bætt við blöndu af föstu CaHPO₄ og vatni við jafnvægi?

(a) CaCl₂

(b) HCl

(c) KClO₄

(d) NaOH

(e) CaHPO₄

Greindu allar efnategundir sem eru til staðar í vatnslausn af Ca₃(PO₄)₂ og skráðu þessar tegundir í lækkandi röð eftir styrk þeirra. (Vísbending: Mundu að ${\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4}^{3-}$ jónin er veikur basi.)