Концентрация ионов Ba 2+ в растворе составляет 0,001 моль/л. При какой концентрации SO4 2- в растворе начнется образование осадка? (ответ: 1,1*10^-13 моль/л)

Объяснение:

1. Запишем все термохимические уравнения (aq – вода):

MgBr₂(кр.) → Mg²⁺(г.) + 2Br⁻(г.)                      Uрешетки

Mg²⁺(г.) + aq → Mg²⁺(р-р.)                              ΔH⁰гидратации(Mg²⁺) ΔH⁰₁

Br⁻ (г.) + aq → Br⁻(р-р.)                                     ΔH⁰гидратации(Br⁻) ΔH⁰₂

MgBr₂(кр.) + aq → Mg²⁺(р-р.) + 2Br⁻(р-р.)    ΔH⁰растворения(MgBr₂) ΔH⁰₃

MgBr₂·6H₂O(кр.) + aq → Mg²⁺(р-р.) + 2Br⁻(р-р.) ΔH⁰растворения(MgBr₂ ·6H₂O) ΔH⁰₄

MgBr₂ (кр.) + 6H₂O → MgBr₂·6H₂O (кр.) ΔH⁰гидратации(MgBr₂) ΔH⁰₅

2. Согласно следствию из закона Гесса энтальпия растворения безводного бромида:  

ΔH⁰₃ = Uреш. + ΔH⁰₁ + 2ΔH⁰₂ = 2424 + 2635,8 + 2×(-87,21) = 2424 + 2635,8 - 174,42 = 4885,38 кДж/моль  

3. Приняв во внимание, что в условии отношение энтальпий растворения безводной соли и ее кристаллогидрата дано для равных масс, а не количеств вещества, получим:  

ΔH⁰₄ = ΔH⁰₃×М(MgBr₂·6H₂O)/М(MgBr₂)/9 = 4885,38×292/184/9 = 861,43 кДж/моль

4. ΔH⁰₆ = ΔH⁰₃ – ΔH⁰₅ = 4885,38 - 861,43 = 4023,95 кДж/моль  

Q = -ΔH⁰ = -ν(MgBr₂·6H₂O)×ΔH⁰₆ = 2,5/292×4023,95 ≈ 0,213КДж = 213 Дж

Пусть исходно было 1 моль СН4.
Запишем уравнение реакции:
             2CH4 =   C2H2 +    3H2  Запишем изменения количества веществ:
Было:   1моль      0 моль  0 моль
Стало  1 - 2х моль  х моль  3х моль
Общее количество веществ в полученной смеси: 1 - 2х + х + 3х = 1 + 2х моль
Количество вещества пропорционально объему (а отсюда и объемной доле), поэтому запишем теперь объемную долю ацетилена через количество вещества:
φ (С2Н2): х/(1+2х) = 0,21 (по условию). Откуда х=0,362 моль
Значит, в реакцию вступило метана 2х = 0,724 моль.
Поэтому степень превращения метана составит: 0,724/1 = 0,724 (или 72,4%)
ответ: 72,4%