X-PDF

РАСТВОРЫ СЛАБЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

Поделиться статьей

Пример 1 Рассчитайте степень диссоциации, рН, с(Н3О +) и с(ОН-) в водном растворе уксусной кислоты с концентрацией 0,1моль/л. рКа(СН3СООН) = 4,76.

Решение:

Протолитическое равновесие: CH3COOH +H2O = CH3COO + H3O+

Сопряжённые пары: кислота СН3СООН и сопряжённое с ней основание СН3СОО,

Основание Н2О и сопряжённая с ним кислота Н3О+.

Константа протолитического равновесия- константа кислотности уксусной кислоты

Ка =

Для слабых электролитов ионная сила мала и коэффициент активности можно принять равным 1. Тогда: Ка =

Поскольку с(СН3СОО) =с(Н3О+) предыдущее выражение можно представить в виде:

Ка = . Ка·с(CH3COOH) = c(H3O+)2. Прологарифмировав левую и правую часть, получим: рКа – lgc(CH3COOH) = 2pH

Равновесная концентрация уксусной кислоты равна исходной за вычетом концентрации, подвергнутой протолизу, т.е. сисх.- с(Н3О+)[или с(СН3СОО), поскольку они равны]

Для слабых электролитов, в растворах которых концентрация ионов очень мала можно принять

сисх – с(Н3О+) сисх.

Тогда: 4,76 – lg0,1 = 2pH. pH = 2,88. pOH = 14 – 2,88 = 11,12.

c(H3O+) =1,32·10-3. c(OH-) = 7,59·10-12

Степень протолиза(диссоциации)

Пример 2. Рассчитайте [HCO3] и [CO32-] в 0,01М растворе угольной кислоты, если рН этого раствора равен 4,5. Ка1 = 4,45∙10-7 Ка2 =4,69∙10-11 .

Решение:

Протолитические равновесия:

1 ступень: H2CO3 + H2O = HCO3 + H3O+

2 ступень: HCO3 + H2O = CO32- + H3O+

pH = 4,5. Отсюда [H3O+] = 3,16∙10-5 моль/л

Константа протолиза(константа кислотности) по первой ступени:

Отсюда [HCO3-] = 4,45∙ 10-7 ∙ 10-2 / 3,16∙10-5 = 1,41∙10-4 моль/л.

Отсюда [CO32-] = 4,69∙10-11 ∙ 1,41∙10-4 / 3,16∙10-5 = 2,09∙10-10 моль/л.

Пример 3. Вычислите концентрационную константу кислотности уксусной кислоты в водном растворе Mg(NO3)2 с концентрацией соли 0,05 моль/л, если рКо= 4,75.

Решение:

Термодинамическая константа кислотности уксусной кислоты:

Концентрационная константа кислотности уксусной кислоты:

аCH3COO= fCH3COO∙[CH3COO] . aH3O+ = fH3O+ [H3O+] . aСH3COOH = fCH3COOH∙[CH3COOH]

Отсюда: Kо = Kc fCH3COOfH3O+ / fCH3COOH∙, но поскольку для уксусной кислоты коэффициент активности практически равен 1, то Kc = Kо / fCH3COOfH3O+

Ионная сила раствора в основном определяется сильным электролитом-солью:

I = 0,5(0,05∙ 22 + 0,1∙1) = 0,15.

В соответствии с таблицей: fCH3COO= 0,79, а fH3O+ = 0,85.

Если рКо= 4,75, то Ко = 1,78∙10-5

Тогда Кс = 1,78∙10-5 / 0,79∙0,85 = 2,65∙10-5

Пример 4. Рассчитайте рН 0,01М раствора молочной кислоты. Ка = 1,4 ∙ 10-4

Решение:

Протолитическое равновесие:

CH3CH(OH)COOH + H2O = CH3CH(OH)COO + H3O+

Для слабых электролитов, у которых степень протолиза &gt . 5%,

Представленная информация была полезной?
ДА
58.89%
НЕТ
41.11%
Проголосовало: 776

уже нельзя считать концентрацию молекул, не подвергнутых протолизу, равной исходной концентрации электролита. Поэтому для молочной кислоты:

[CH3CH(OH)COOH] = [CH3CH(OH)COOH] исх. — [H3O+]

Тогда: Ka = [H3O+] [CH3CH(OH)COOH] / [CH3CH(OH)COOH] =

[H3O+]2 / [CH3CH(OH)COOH] исх. – [H3O+]

[H3O+]2 + Ka[H3O+] — Ka[CH3CH(OH)COOH] исх. = 0

_______________________________

[H3O+] = 0,5 (-Ka + √ Ka2 + 4Ka[CH3CH(OH)COOH] исх.

[H3O+] = 0,5 (-1,4 ∙10-4 + √ (1,4 ∙ 10-4)2 + 4 ∙ 1,4 ∙10-4 ∙ 10-2) = 1,12∙ 10-3­ моль/л..

pH = 2,9

Пример 5. Рассчитайте рН раствора HCN с концентрацией 10-6 моль/л. Ка = 6,2 ∙10-10

Решение:

Для слабых электролитов с концентрацией &lt . 10-4 моль/л, у которых константа протолиза &lt . 10-8

необходимо учитывать автопротолиз воды.

Протолитическое равновесие: HCN + H2O = CN + H3O+

Уравнение электронейтральности: [H3O+] = [CN] + [OH] .

[OH] = Kw/ [H3O+] .

Ka = [H3O+] [CN] / [HCN] . [CN-] = Ka [HCN] / [H3O+] .

Так как очень слабая, можно считать: [HCN] = [HCN] исх.

Тогда: [H3O+] = Ka [HCN]исх. / [H3O+] + Kw/[H3O+] .

[H3O+]2 = Ka [HCN]исх. + Kw .

       
   

[H3O+] = √ Ka [HCN]исх. + Kw = √ 6,2 ∙ 10-10 ∙ 10-6 + 10-14 = 1,03 ∙ 10-7 моь/л.

pH = 6,99.

Пример 6. Рассчитайте рН раствора ацетата натрия с концентрацией 0,1 моль/л, а также степень протолиза(гидролиза) этой соли. Ка(СН3СООН) = 1,75 ∙10-5.

Решение:

Протолитическое равновесие: CH3COO + H2O = CH3COOH + OH

Константа протолиза(константа основности иона ацетата):

Kb = [CH3COOH] [OH] / [CH3COO]

[CH3COOH] = [OH]

а) Для приближенных расчетов можно считать, что [CH3COO] = [CH3COO] исх.

б) Для точных расчетов: [CH3COO] = [CH3COO] исх. — [OH]

Kb = Kw/ Ka = 10-14 / 1,75 ·10-5 = 5,75 ·10-10

а) Kw/Ka = [OH]2 / [CH3COO] . [OH]2 = Kw/Ka [CH3COO] .

2pOH = -lgKw + lgKa — lg[CH3COO] = -lg10-14 + lg1,75 ∙10-5 — lg 0,1 = 10,24.

pOH = 5,12. pH = 14 — 5,12 = 8,88.

б) Kw/Ka = [OH]2 / ([CH3COO] исх. – [OH]) .

[OH]2 = Kw/Ka ([CH3COO] исх. – [OH]) .

[OH]2 = 5,75 · 10-10 (0,1 – [OH]) . Пусть [OH] = x.

x2 + 5,75·10-10 x — 5,75 ·10-10 · 0,1 = 0 .

x = 7,6 ·10-6 . [OH] = 7,6 ·10-6 моль/л . рОН = 5,12. pH = 8,88.

Степень гидролиза соли: h = [OH] / [CH3COO] исх. = 7,6 ·10-6 / 10-1 = 7,6 ·10-5 = 0,0076%.


Поделиться статьей
Автор статьи
Анастасия
Анастасия
Задать вопрос
Эксперт
Представленная информация была полезной?
ДА
58.89%
НЕТ
41.11%
Проголосовало: 776

или напишите нам прямо сейчас:

Написать в WhatsApp Написать в Telegram

ОБРАЗЦЫ ВОПРОСОВ ДЛЯ ТУРНИРА ЧГК

Поделиться статьей

Поделиться статьей(Выдержка из Чемпионата Днепропетровской области по «Что? Где? Когда?» среди юношей (09.11.2008) Редакторы: Оксана Балазанова, Александр Чижов) [Указания ведущим:


Поделиться статьей

ЛИТЕЙНЫЕ ДЕФЕКТЫ

Поделиться статьей

Поделиться статьейЛитейные дефекты — понятие относительное. Строго говоря, де­фект отливки следует рассматривать лишь как отступление от заданных требований. Например, одни


Поделиться статьей

Введение. Псковская Судная грамота – крупнейший памятник феодального права эпохи феодальной раздробленности на Руси

Поделиться статьей

Поделиться статьей1. Псковская Судная грамота – крупнейший памятник феодального права эпохи феодальной раздробленности на Руси. Специфика периода феодальной раздробленности –


Поделиться статьей

Нравственные проблемы современной биологии

Поделиться статьей

Поделиться статьейЭтические проблемы современной науки являются чрезвычайно актуальными и значимыми. В связи с экспоненциальным ростом той силы, которая попадает в


Поделиться статьей

Семейство Первоцветные — Primulaceae

Поделиться статьей

Поделиться статьейВключает 30 родов, около 1000 видов. Распространение: горные и умеренные области Северного полушария . многие виды произрастают в горах


Поделиться статьей

Вопрос 1. Понятие цены, функции и виды. Порядок ценообразования

Поделиться статьей

Поделиться статьейЦенообразование является важнейшим рычагом экономического управления. Цена как экономическая категория отражает общественно необходимые затраты на производство и реализацию туристского


Поделиться статьей

или напишите нам прямо сейчас:

Написать в WhatsApp Написать в Telegram
Заявка
на расчет