НОХ 2006, III кръг (национален), 10–12 клас — Задача 3

XXXVIII НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2006 година. Национален кръг, 31 март – 1 април. Теоретични задачи · 31 март 2006 г.

Условие

По физико-химични характеристики (радиус на йоните, йонизационни енергии, координационни числа и др.) стронцият и барият са сходни с калция. Попадайки в човешкия организъм в големи количества, те могат да заместват калциевите йони. Една от причините за токсичността на бариевите йони е образуването в костните тъкани, нервните клетки и мозъчното вещество на практически неразтворимия $\mathrm{Ba_3(PO_4)_2}$.

Барий с маса 0.0412 g е разтворен в 0.3 dm$^3$ дестилирана вода при 25 $^{\circ}$C, като температурата се поддържа постоянна до края на процеса. Получава се разтвор А. Част от бариевите йони в този разтвор са утаени като $\mathrm{Ba_3(PO_4)_2}$. Получава се реакционна смес Б, в която концентрацията на неутаените бариеви йони е $1\times10^{-4}$ mol/L.

1. Изразете термохимичното уравнение за взаимодействието на барий с вода и изчислете какво количество топлина $Q$ (в J) се отделя при описания процес за стандартни условия. Това топлина на образуване ли е?

2. Изчислете концентрацията (в mol/L), pH и осмотичното налягане (в kPa) на разтвор А.

3. Изчислете разтворимостта (в mol/L) на $\mathrm{Ba_3(PO_4)_2}$ в реакционната смес Б ($S_{\text{Б}}$) и в чиста вода ($S$), като не отчитате хидролизата на солта и приемете $\alpha = 100\ \%$.

4. Изчислете pH на изолиран от утайката наситен разтвор на $\mathrm{Ba_3(PO_4)_2}$ в чиста вода, като вземете предвид дисоциацията на водата и хидролизата на солта, и направите обосновани приближения

Решение

---

Оригинал в Архива: Problems.pdf