Вычисление концентрации ионов водорода и расчет рН раствора электролита

 

 

 

 

 

Задача 556.
Сколько ионов водорода содержится в 1 мл раствора, рН которого равен 13: а) 10¹³; б) 60,2 ^. 10¹³; в)  6,02 ^. 10⁷; г) 6 ,02 ^. 10¹⁰?
Решение:
Согласно условию задачи -lg[H⁺] = 13,  Следовательно, lg[H⁺] = -13 = 13.  По таблице логарифмов находим [H⁺] = 1 ^. 10^-13 моль/л.  

Находим количество ионов водорода, содержащихся в 1 мл раствора из пропорции:

Известно, что один моль любого вещества содержит 6,02 ^. 10²³  молекул. Тогда количество ионов водорода в 1 мл раствора находим из пропорции:

Ответ: б).

---

Задача 557.
Как изменится рН воды, если к 10 л ее добавить 10^-2 моль NаОН; а) возрастет на 2; б) возрастет на 3; в) возрастет на 4; г) уменьшится на 4?
Решение:
Рассчитаем молярную концентрацию полученного раствора по формуле:

где

С_М(В) - молярная концентрация вещества В, моль/л; n(B) - количество растворённого вещества В, моль; V – объём раствора, л (мл).

Отсюда

Едкий натр является сильным электролитом, поэтому степень диссоциации его можно считать равной единице. Тогда концентрация гидроксид-ионов в растворе будет равна концентрации самого электролита - 10^-3 моль/л.

Теперь рассчитаем рОН раствора:

pOН = -lgOH=] = -lg10^-3 =
                            = 3 + lg1 = 3 + 0 = 3.                         

Отсюда 

                    pH = 14 - pOH = 14 - 3 = 11.                        

рН чистого раствора воды равна 7. Отсюда найдём разницу между рН чистой воды и рН раствора щёлочи:

pH(H₂O) - pH(NaOH) = 11 - 7 = 4.   

Таким образом, рН раствора увеличилась на 4.

Ответ: в).

---

Задача 558.
Чему равен рН нейтрального раствора при 50 °С: а) 5,5; б) 6,6; в) 7,0?
Решение:
(H₂O) = 55,81 кДж.
Количественно диссоциация воды описывается константой диссоциации:

и ионным произведением воды:

K_W = [H⁺] ^. [OH^-] = 10^-14(при 22 °С).                    

Молярная концентрация воды в 1 л раствора рассчитаем из соотношения:

Константу диссоциации при температуре 22 °С рассчитаем, решив уравнение относительно ионного произведения воды:

Зная константу равновесия при одной температуре можно рассчитать её значение при другой температуре из соотношения:

Подставив вычисленное значение К₂ в уравнение ионного произведения воды, получим:

[H+] ^. [OH-] = K[H₂O]; pH =
=  13 ^. 10^-15 . 55,81 = 7,2 ^. 10^-14.

Kp(H₂O) = -lg7,2 ^. 10^-14 =
= 14 - lg7,2 = 14 - 0,86 = 13,16.

Находим рН раствора из соотношения Kp(H₂O) = pH + pOH и, учитывая, что в нейтральном растворе рН = рОН, получим:

13,16 = pH + pOH;
pH = 13,16/2 = 6,58 или 6,6.

Ответ: б).  

---