Растворы сильных электролитов

Пример 1. Рассчитайте рН раствора, содержащего в 1л 0,001 моль HCl и 0,06 моль CaCl₂ с учетом и без учета коэффициентов активности.

Решение:

Уравнение протолиза: HCl + H₂O = H₃O⁺ + Cl^-

а) без учета коэффициента активности:

[H₃O⁺] = 0,001моль/л; рН = -lg[H₃O⁺] = -lg10^-3 = 3.

б) с учетом коэффициента активности:

Ионная сила раствора I = 0,5(0,001∙1 + 0,001∙1 + 0,06∙2² + 2∙0,06∙1)= 0,182.

Коэффициент активности иона H₃O⁺ f= 0,824. а(Н₃O⁺) = 0,824∙0,001 = 0,000824. рН= -lgа(Н₃O⁺) = - lg8,24 ∙10^-4 = 3,08.

Пример 2. Рассчитайте рН 0,001М NaOH.

Решение:

pOH = -lg 10^-3 = 3. pH = 14 – pOH = 14 – 3 = 11.

Пример 3. Рассчитайте рН раствора соляной кислоты с концентрацией 10^-7 моль/л.

Решение:

При концентрации сильного электролита < 10^-6 моль/л пренебречь автопротолизом воды нельзя.

Уравнение электронейтральности: [H₃O⁺] = [Cl^-] + [OH^-]

[Cl^-] = [HCl]; [OH^-] = Kw / [H₃O⁺]; Тогда [H₃O⁺] = [HCl} + Kw/[H₃O⁺];

[H₃O⁺]² - [HCl] - Kw = 0;

[H₃O⁺] = 0,5([HCl] + √ [HCl]² + 4Kw)

[Cl^-] = 10^-7 моль/л; [OH^-] = K(H₂O)/ [H₃O⁺] = 10^-14/ [H₃O⁺];

Тогда [H₃O⁺] = 10^-7 + 10^-14/ [H₃O⁺] или [H₃O⁺]² - 10^-7 - 10 ^–14 = 0

Отсюда: [H₃O⁺] = 0,5(10^-7 + √ 10-¹⁴ + 4 ∙10^-14 = 1,67 ∙ 10^{-7 ­­} моль/л.

pH = -lg1,67 ∙ 10^-7 = 6,78.