Расчет концентрации ионов водорода в растворе кислоты

 

 

Задача 511.
Вычислить концентрацию ионов [H⁺] в 0,02 М растворе сернистой кислоты. Диссоциацией кислоты во второй ступени пренебречь.
Решение:
K₁(H₂SO₃₎ = 1,6 ^. 10^-2. 
Рассчитаем степень диссоциации кислоты по уравнению: K_D = C_M ^{. 2}, где

K_D  – константа диссоциации кислоты, С_М – молярная концентрация кислоты, - степень диссоциации кислоты, получим:

Концентрация иона водорода будет равна произведению степени диссоциации на концентрацию кислоты: 

[H⁺] = ^. C_M = 0,894 ^. 0,02 =
            =  0,018 моль/л.                    

Ответ: 0,018 моль/л.

---

Задача 512. 
Вычислить концентрацию ионов [H⁺], [HSe^-] и [Se^2-]  в 0,05 М растворе  H₂Se.
Решение:
Уравнение диссоциации H₂Se имеет вид: 

H₂Se ⇔ [H⁺] + [HSe^-]

Константа диссоциации H₂Se равна 1,7 ^. 10⁴. Рассчитаем степень диссоциации кислоты по уравнению: K_D = C_M ^{. 2}, где

K_D  – константа диссоциации кислоты, С_М – молярная концентрация кислоты, - степень диссоциации кислоты, получим:  

Концентрация иона водорода будет равна произведению степени диссоциации на концентрацию кислоты:

 [H⁺] = [HSe^-] = ^. C_M = 0,058 ^. 0,05 =
   =  0,0029 = 2,9 ^. 10^-3.                    

Уравнение диссоциации H₂Se по второй ступени имеет вид: 

 HSe^- ⇔ H⁺ + Se^2-. 

Тогда выражение константы диссоциации иона HSe^-  будет иметь вид:

Отсюда

Ответ: [H⁺] = [HSe^-] =  2,9 ^. 10^-3; [Se^2-]  =  1 ^. 10^-11.

---

Задача 513. 
Во сколько раз уменьшится концентрация ионов водорода, если к 1 л 0,005 М раствора уксусной кислоты добавить 0,05 моля ацетата натрия?
Решение:
Исходную концентрацию ионов H⁺ в растворе (до добавления ацетата натрия( рассчитаем по уравнению:

Концентрацию ионов водорода в растворе после добавления соли обозначим через x. Тогда, концентрация недиссоциированных молекул кислоты будет равна (0,005 –x). Концентрация ацетат-ионов будет слагаться из двух величин: из концентрации, создаваемой диссоциацией молекул кислоты (CH₃COOH ⇔ CH₃COO^- + H⁺), и концентрации, обусловленной диссоциацией в растворе соли  (CH₃COONa ⇔ CH3COO^- + Na⁺ ). Первая из этих величин равна  x, а вторая – 0,005 моль/л; общая концентрация ионов CH₃COO^- равна, следовательно, (0,005 + x) моль/л. Подставив значения концентраций в выражение для константы диссоциации уксусной кислоты, получим:

Так как в присутствии одноимённых ионов CH₃COO^- диссоциация уксусной кислоты подавляется, то степень её диссоциации мала и значением x можно пренебречь. Тогда последнее выражение упростится, получим:

При сравнении исходной концентрации ионов водорода с рассчитанной, находим, что прибавление к раствору кислоты соли вызвало уменьшение концентрации ионов водорода в 167 раз:

(3 ^. 10^-4)/(1,8 ^. 10^-6) = 167

Ответ: в 167 раз.

---