Примеры решения задач. Задача 1.Рассчитать концентрацию ионов водорода в растворе HCN (См = 10-3М), если a = 4,2∙10-3

Задача 1. Рассчитать концентрацию ионов водорода в растворе HCN (С_м = 10^-3М), если a = 4,2∙10^-3.

Решение: Диссоциация цианистоводородной кислоты протекает по уравнению HCN ⇄ H⁺ + CN ^-; концентрации ионов [H⁺] и [CN ^- ] в

растворе равны между собой (т.к. n _Н+ : n _СN- = 1:1,

где n - стехиометрические коэффициенты) т.е. [H⁺] = [CN ^- ] = a C_м, моль/л; Тогда [H⁺]=[CN ^- ] = 4,2∙10^-3∙ 10^-3 = 4,2×10^-7 моль/л.

Задача 2. Рассчитать концентрацию ионов водорода и гидроксид-ионов в рстворе NH₄OH, концентрацией С_м= 0,01М, если К_д = 1,8×10^-5.

Решение: Гидроксид аммония диссоциирует следующим образом:

NH₄OH ⇄ NH₄⁺ + OH^- константа диссоциации имеет вид К_д = ; концентрации ионов аммония [NН₄⁺] и гидроксида [OH^-] совпадают (n (NH₄⁺): n (OH^-) = 1:1), обозначим их за х:

[NH₄⁺] = [OH^-] = х моль/л, тогда выражение для К_д примет вид

1,8×10^-5 = х ²/ 0,01- х. Считая, что х << С_м, решаем уравнение

1,8×10^-5=x²/ 0,01, относительно х: х = =4,2∙10^-4моль/л; [OH^-]= 4,2∙10^-4 моль/л.

Концентрации ионов водорода и гидроксида связаны через ионное произведение воды К_w = [H⁺][OH^-] =10^-14, выразим концентрацию ионов водорода [H⁺] = K_w /[OH^-] и рассчитаем её значение [H⁺]=1×10^-14/4,2×10^-4 @ 2,3×10^-11моль/л.

Задача 3. Определить рН раствора НСl (a =1), если С_м =2∙10^{-3 М}

Решение: Диссоциация соляной кислоты протекает по уравнению

HCl ® H⁺ + Cl^-, концентрация ионов водорода [H⁺] = a C_м =1∙2∙10^-3 = 2∙10^-3 моль/л. Водородный показатель рН = - lg[H⁺] = - lg2∙10^-3 = 2,7. Ответ: рН=2,7

Задача 4. Определить молярную концентрацию гидроксида аммония, если рН=11, а Кд =1,8∙10^-5.

Решение: Концентрация ионов водорода [H⁺]=10^-pH=10^-11моль/л. Из ионного произведения воды определяем концентрацию [OH^-] = K_w /[H⁺] = 10^-14/10^-11=10^-3моль/л. Гидроксид аммония - слабое основание и характеризуется уравнением реакции диссоциации

NH₄OH ⇄ NH₄⁺ + OH^-. Выражение для константы диссоциации

К_д =. из закона Оствальда следует, что [NH₄⁺ ] = [OH^-] = a ∙C_м, а К_д = a ²С_м. Объединяя уравнения, получим С_м= [OH^-]² /K_д = 10^-6/ 1.8∙10^-5 = 0,056 моль/л