Решение
Из уравнения ионизации СН3СООН ⇄ СН3СОО– + Н+ видно, что [СН3СОО–] = [Н+] = х.
Подставив числовое значение, находим
Сион = α · Собщ, х = Сион = 0,004 · 1 = 4·10–3 (моль/л).
Следовательно, [СН3СОО–] = [Н+] = 4·10–3 (моль/л).
Концентрация неионизированных молекул уксусной кислоты равна разности между общей концентрацией кислоты и числом молей, распавшихся на ионы:
[СН3СООН]неион = 1 – 4·10–3 = 0,996 (моль/л)
Задача 7. Концентрация ионов водорода в 0,2 н. растворе муравьиной кислоты НСООН равна 6·10–3 моль/л. Вычислите степень диссоциации, константу диссоциации муравьиной кислоты, водородный показатель ее раствора.
Решение
Степень ионизации находим по формуле
α
=
,
где Сион = 6·10–-3 моль/л; Собщ = 0,2 моль/л;
α
=
= 3·10-2,
или 3%.
Константу ионизации находим из уравнения Оствальда:
Кд (НСООН) = 0,2 · (3·10–2)2= 1,8·10–4.
pH = – lg[H+] = – lg 6·10–3 = 2,23
Задача 8. Исходя из ионного произведения воды, найдите концентрацию ионов водорода, если концентрация гидроксид-ионов равна 2,5·10–5 моль/л.
Решение
Из ионного произведения воды следует, что
[H+]
=
;
[H+]
=
=
= 4·10–10
моль/л.
Задача 9. рН раствора равен 3,0. Определите концентрацию ионов водорода в этом растворе.
Решение
рН = – lg[H+]. Концентрация ионов водорода равна 10–3 моль/л.
Задача 10. Вычислите рН раствора, если концентрация ионов водорода равна 10–6 моль/л,
Решение
рН = – lg[H+] = –lg10–6 = 6
Задача 11. После прибавления к воде кислоты концентрация ионов водорода увеличилась в 1000 раз. Чему стала равна концентрация гидроксид-ионов и рН раствора?
Решение
1-й способ. В нейтральном растворе [Н+] = [ОН–] = 10–7 моль/л, а после прибавления кислоты [Н+] = 10–7·103 = 10–4 моль/л.
2-й способ.
В нейтральном растворе [Н+] = [ОН–] = 10–7 моль/л. Концентрация гидроксид-ионов должна уменьшиться в 1000 раз, так как концентрация ионов водорода увеличилась в 1000 раз:
[OH–]
=
= 10–10
моль/л;
рОН = – lg[OH–] = – lg l0–10 = 10;
рН = 14 – рОН = 14 – 10 = 4
Задача 12. Вычислите концентрации ионов водорода, гидроксид-ионов, рН, рОН 0,1 н. раствора гидроксида натрия.
Решение
NaOH – однокислотное основание, поэтому 0,1 н. = 0,1 М.
NaOH – сильный электролит, распадается на ионы в водном растворе полностью. Следовательно, концентрации гидроксид-ионов и ионов натрия равны исходной молярной концентрации основания:
[ОН–] = [Na+] = [NaOH] = 0,1 (моль/л).
Из ионного произведения воды [Н+] · [ОН–] = 10–14 находим:
[H+]
=
=
= 10-13
(моль/л)
рН= – lg[H+] = – lg 10–13 = 13
pOH = – lg[OH–] = – lgl0–1 = 1, или рОН = 14 – 13 = 1.
Задача 13. Вычислите концентрации ионов водорода, гидроксид-ионов, рН и рОН 0,1 н. раствора гидроксида аммония.
Решение
NH4OH – однокислотное основание, поэтому 0,1 н. = 0,1 М.
Гидроксид
аммония – слабый электролит, ионизирует
на ионы частично, поэтому концентрации
ионов NH
и ОН–
в растворе не равны исходной молярной
концентрации основания:
NH4OH ⇄ NH + ОН–
Константа ионизации
Кд(NH
OH)
=
По таблицам в справочнике находим, что Кд(NH OH) = 1,76·10–5. Из уравнения ионизации видно, что на каждый образующийся ион ОН– в растворе появляется ион NH , т. е. [NH ] = [ОН–] = х, [NН4ОН]неион = 0,1 – х. Подставим значения концентраций в выражение константы ионизации. Получим:
1,76·10–5
=
Величиной х в знаменателе можно пренебречь, так как количество ионизированных молекул слабого электролита мало.
Тогда
1,76·10–5 · 0,1 = x2
x
=
= 1,33·10–3
(моль/л)
Из уравнения ионного произведения воды находим:
[H+]
=
=
= 7,51 10–12
(моль/л)
рОН = – lg[H+] = – lg 7,51·10-12 = 11,12
Из
уравнения рН + рОН = 14 вычислим: рОН = 14 –
рН = 14 – 11,12 = 2,88.
Задача 14. Напишите сокращенные ионные уравнения следующих реакций:
1) 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2Н2О;
2) Cu(OH)2 + 2НСl = CuCl2 + 2H2O;
3) Ba(NO3)2 + FeSO4 = BaSO4↓ + Fe(NO3)2;
4) MgCO3 + 2HNO3 = Mg(NO3)2 + CO2↑ + H2O.