СТЕПЕНЬ ДИССОЦИАЦИИ. КОНСТАНТА ДИССОЦИАЦИИ. РАСЧЕТ КОНЦЕНТРАЦИИ ИОНОВ. ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ. ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ

Пример 1. Вычислить константу диссоциации уксусной кисло­ты, зная, что в 0,1 Μ растворе она диссоциирована на 1,32%.

Решение. Математически зависимость между константой дис­социации К, степенью диссоциации α и концентрацией С элект­ролита может быть выражена формулой (закон разбавления Оствальда)

K= α²*C/(1- α) (2.3.1)

Если степень диссоциации электролита очень мала, т.е. α << 1, то величину 1- α можно принять равной единице, тогда формула (2.3.1) примет вид

K= α²*C

Так как степень диссоциации уксусной кислоты мала, то при­меняя формулу (2.3.2), находим

K= α²*C = (0.0132)² 0,1 = 1,74*10^-5.

При более точном расчете по формуле (2.3.1) получим

K= α²*C/(1- α)= (0.0132)² 0,1/(1-0,0132)= 1,76*10^-5

Ответ. К = 1,76*10^-5.

Пример 2. Найти степень диссоциации синильной кислоты HCN в 0,05 Μ растворе, если К_дисс = 7*10^-10.

Решение. Так как синильная кислота очень слабый электро­лит, то применяя формулу (2.3.1), получим

α=7*10^-10/0,05= 1,18*10^-4 или 0,018%.

Ответ. α = 0,018%.

Пример 3. Каковы концентрации ионов Ba²⁺ и Cl^- в 0,05 Μ растворе хлористого бария BaCl₂, если степень его диссоциа­ции в данном растворе составляет 72%?

Решение. Концентрация ионов (С_г-ион/л) рассчитывается по формуле

С_г-ион/л =Сαn, (2.3.3)

где С - молярная концентрация раствора; α — степень диссоциации в долях единицы; n- количество данных ионов, которые да­ет одна молекула вещества при электролитической диссоциации. Следовательно, при диссоциации хлористого бария получим

BaCl₂ ⇄ Ba²⁺+ 2Cl^-

Тогда, по (2.3.3):

[Ва²⁺] = 0,05*0,72*1 = 0,036 г-ион/л;

[Сl^-] = 0,05*0,72*2 = 0,72 г-ион/л;

[ ] - квадратные скобки здесь и далее обозначают концентрацию ионов (г-ион/л), молекул (мол/л).

Ответ. [Ва²⁺] = 0,036 г-ион/л;

[Сl^-] = 0,05*0,72*2 = 0,72 г-ион/л;

Пример 4. Концентрация ионов водорода в растворе равна 0,001 г-ион/л. Определить водородный показатель РН раствора

Решение. Зная РН = - lg [Η⁺], получаем РН = -lg0,001=3

Ответ. РН = 3.

Пример 5. Какова концентрация гидроксильных ионов в растворе, PН которого равен 11?

Решение. Находим концентрацию ионов водорода в растворе:

-lg[H⁺]=11, [H⁺]=10^-11 г-ион/л.

Так как ионное произведение воды при 298°К

К_Н2О=[H⁺][ОH^-]=10^-14, то

[ОН^-] =10^-14/10^-11 = 10^-3 г-ион/л.

Ответ. [ОН^-] =10^-3 г-ион/л.

Пример 6. Имеется HCl . Как приготовить раствор, РН ко­торого равен 3, если кажущаяся степень диссоциации HCl в ρ створе равна единице?

Решение. Находим концентрацию ионов водорода в раствора, где -lg[H⁺]=3, тогда [H⁺]=10^-3 г-ион/л.

Концентрация раствора соляной кислоты при n = 1 и α =1 по формуле (2.3.3):
C_HCl=[H⁺]/ αn=0,001 моль/л.

Молекулярный вес HCl равен 36,5. Следовательно, надо взять 36,5*0,001= 0,0365 гр HCl, чтобы получить раствор, РН которого равно трем.

Задачи

48. Вычислить константу диссоциации уксусной кислоты, ес­ли степень диссоциации ее в 0,1 Η растворе равна 1,32%.

49. Константа диссоциации азотистой кислоты равна 5·10^-4 Вычислить степень ее диссоциации в 0,05 Μ растворе.

50. Найти степень диссоциации синильной кислоты HCN в 0,05 Μ растворе, если константа ее диссоциации Κ=7·10^-10

51. Вычислить константу диссоциации Н₂CО₃ (первая сту­пень), если степень ее диссоциации в 0,1 Η растворе равна 0,00173.

52. Вычислить концентрацию ионов водорода и степень дис­социации 0,2 Η раствора уксусной кислоты (К_дисс =1,8· 10^-5).

53. Вычислить концентрацию ионов гидроксила и степень дис­социации 1 Η раствора ΝΗ₄ОН (К_дисс =1,8·10^-5).

54. Вычислить степень диссоциации и концентрацию водород­ных ионов в 0,1 Μ растворе Н₂СО₃, К_дисс которой (первая ступень) V о 1 г»_7 ^{г 3} ДИСС

пень) равна 3·10^'.

55. Вычислить степень диссоциации и концентрацию водород­ных ионов в 0,1 Μ растворе H₂S, К_дисс которой (первая ступень) равна 9*10^-8

56. Каковы концентрации ионов Ва²⁺ и С1^- в 0,1 Μ раство­ре хлористого бария ВаС1₂ , если степень его диссоциации в данном растворе составляет 72%?

57. 23 г муравьиной кислоты НСООН растворяют в 10 л воды при 20°С. Найдено, что при этом [H⁺]= 3,0*10^-3 г-ион/л.

Определите величину К_дисс.

58. Считая диссоциацию полной, вычислить концентрацию ио­нов Na₂⁺ и ионов SO₄^-2 в растворе, 1 л которого содержит 4,26г Na₂SO₄.

59. Рассчитать концентрацию ионов водорода в чистой воде, если степень диссоциации воды равна 1,8*10^-9.

60. Считая диссоциацию Na₂CO₃ полной, вычислить концент­рацию иона CO₃^2- в 0,5 Μ растворе соли.

61. Константа диссоциации слабого одноосновного основания MeОΗ равна 1*10^-6. Вычислить концентрацию ионов гидрокси­ла в 0,01 Μ растворе.

62. Вычислить РН 0,01 Μ раствора НСl , считая диссо­циацию полной.

63. К чистой воде прибавили кислоту, вследствие чего кон­центрация ионов [Н⁺] стала 1*10^-5 г-иона/л. Найти концентра­цию ионов ОН^-.

64. Определите концентрацию ионов гидроксила в 0,01 Μ растворе ΝΗ₄ΟΗ . Рассчитать рΗ этого раствора.

65. Число ионов водорода в растворе в 100 раз больше, чем ионов гидроксила. Чему равен рН этого раствора?

66. Какое количество едкого натра растворено в 200 мл раствора ΝаΟΗ, если рН этого раствора равен 12?

67. Сколько граммов NаОН содержится в 5 л раствора, рΗ которого равен 11 (α = 100%)?

68. рН 1·10^-2 Η раствора слабого одноосновного основания равен 11. Вычислить константу диссоциации основания.

69. Вычислить молярную концентрацию раствора муравьиной кислоты (рН= 3,
К_дисс =2,1*10^-4).

70. Сколько ионов водорода содержится в 1 мл раствора, рН которого равен 13?

71. Вычислить концентрацию раствора HCl (α = 1), имеющего рН= 3.

72. Вычислить рН раствора КОН, если титр его равен 0,00028 г/мл.