Вычисление приближенного значения ионной силы аствора электролита

Задача 532.
Вычислить ионную силу и активность ионов в растворе содержащем 0,01 моль/л Сa(NO3)2 и 0,01 моль/л  CaCl2.
Решение:
В водных растворах электролитов коэффициент активности зависит от концентрации и заряда всех
присутствующих в растворе ионов. Для количественного выражения этой зависимости введено понятие об ионной силе раствора I, которая численно равна полусумме произведений концентрации (CM) каждого иона на квадрат его заряда Z:

коэффициент активности иона

Активность концентрации иона в растворе электролита пропорциональна его концентрации CM, моль/л: 

изобар(ион) = fCM,                  

где f - коэффициент активности иона.

Значение коэффициента рассчитаем по формуле:

коэффициент активности иона

получим:

коэффициент активности иона

Определяем активность ионов  Ca2+, NO3-  и  Cl-, учитывая, что концентрации ионов одинаковы и равны 0,02моль/л:

изобар(Ca2+) = f(Ca2+) . CM(Ca2+) = 0,32 . 0,02 = 6,4 . 10-3 моль/л;
изобар(NO3-) = изобар(Cl-) = f(Cl-) . CM(Cl-) = 0,75 . 0,02 = 1,5 . 10-2  моль/л.

Ответ: изобар(Ca2+) = 6,4 . 10-3 моль/л; изобар(NO3-) = изобар(Cl-) = 1,5 . 10-2  моль/л.


Задача 533.
Вычислить ионную силу и активность ионов в 0,1%-ном (по массе) растворе BaCl2. Плотность раствора принять равной единице.
Решение:
Находим массу соли в 1л раствора из пропорции:

коэффициент активности иона

Рассчитаем молярную концентрацию раствора BaCl2:

коэффициент активности иона

В водных растворах электролитов коэффициент активности зависит от концентрации и заряда всех присутствующих в растворе ионов. Для количественного выражения этой зависимости введено понятие об ионной силе раствора I, которая численно равна полусумме произведений концентрации CM каждого иона на квадрат его заряда Z:

коэффициент активности иона

Активность концентрации иона в растворе электролита пропорциональна его концентрации CM, моль/л: 
изобар(ион) = fCM,    где f - коэффициент активности иона.                   

Значение коэффициента рассчитаем по формуле:

коэффициент активности иона

Определяем активность ионов Ba2+ и Cl- из соотношения  изобар(ион) = fCM:  

изобар(Ba2+) = f(Ba2+) . CM(Ba2+) = 0,575 . 0,0048 = 2,76 . 10-3 моль/л;
изобар(Cl-) = f(Cl-) . CM(Cl-) = 0,871 . 2(0,0048) = 8,36 . 10-3  моль/л.

Ответ: изобар(Ba2+) = 2,76 . 10-3 моль/л; изобар(Cl-) = 8,36 . 10-3 моль/л.


Задача 534.
Рассчитать активность иона водорода в 0,005 н. раствора НСI, содержащем, кроме того, 0,15 моль/л NaС1.
Решение:
В водных растворах электролитов коэффициент активности зависит от концентрации и заряда всех присутствующих в растворе ионов. Для количественного выражения этой зависимости введено понятие об ионной силе раствора  I, которая численно равна полусумме произведений концентрации CM каждого иона на квадрат его заряда Z:

коэффициент активности иона

Отсюда

I = 0,5[CM(H+) . 12 + CM(Na+) . 12 + CM(Cl-) . 12] = 
= 0,5[(0,005 . 12) + (0,015 . 12) + (0,005 + 0,015) . 12] = 0,155. 

Здесь концентрация ионов хлора складывается из суммы концентраций HCl и NaCl, получим:  
Активность концентрации иона в растворе электролита пропорциональна его концентрации CM, моль/л: 

C(Cl-) = С(HCl) + C(NaCl) = 0,005 + 0,015 = 0,0155 моль/л.

Активность концентрации иона в растворе электролита пропорциональна его концентрации CM, моль/л: 
изобар(ион) = fCMгде f - коэффициент активности иона.                         

Значение коэффициента активности иона водорода рассчитаем по формуле:

коэффициент активности иона

Теперь, пользуясь уравнением  изобар(ион) = fCM, рассчитаем активность иона водорода, получим:

 изобар(H+) = 0,005 . 0,64 = 3,2 . 10-3 моль/л.                    

Ответ: изобар(H+) = 3,2 . 10-3 моль/л.