3.3.3. Примеры решения задач

Задача № 1.

Найти рН 0,1 М раствора азотистой кислоты.

Решение:

HNO₂ ↔ H⁺ + NO₂^–

^{слабая кислота}

pH = –lg [H⁺]

Концентрация ионов водорода:

[H⁺] = α· C_B

( -значение взято из справочника)

[H⁺] = 0,083 · 0,1 = 0,0083

pH = –lg 0,0083 = 2,1

Ответ: рН = 2,1.

Задача № 2

Рассчитать рН 0,05 М раствора гидроксида аммония.

Решение:

pH = –lg [H⁺]

NH₄OH ↔ NH₄⁺ + OH^–

^{слабое основание}

[ОH^–] = α· C_B

( -значение взято из справочника)

[ОH^–] = 0,019 · 0,05 = 0,0009

Зная, что в любом водном растворе произведение [H⁺] · [ОH^–] = 10^–14, найдем [H⁺].

pH =–lg [H⁺] = –lg (1,11 · 10^–11) = 10,95

Ответ: рН = 10,95.

Задача № 3.

Какая соль гидролизуется полнее: хлорит калия или нитрит калия. Написать уравнения гидролиза.

Решение:

Чтобы ответить на вопрос, какая соль гидролизуется полнее, необходимо рассчитать константы гидролиза этих солей, и та соль, у которой К_Г больше, гидролизуется полнее.

Напишем уравнения гидролиза этих солей и найдем константы гидролиза:

KClO₂ + HOH ↔ KOH + HClO₂

^{сильное основание слабая кислота}

+ HOH ↔ OH^- + HClO₂

KNO₂ + HOH ↔ KOH + HNO₂

^{сильное основание слабая кислота}

NO₂^─ + HOH ↔ OH^- + HNO₂

1,45 · 10^–11 > 9,1 · 10^–13

Ответ: нитрит калия гидролизуется полнее, т. к. .

Задача № 4.

Вычислить рН раствора азотной кислоты, в 300 см³ которого содержится 1,5 г кислоты.

Решение:

pH = –lg [H⁺]

HNO₃ → H⁺ + NO₃^–

Азотная кислота – сильная, α = 1, поэтому

;

pH = -lg 0,08 = 1,1.

Ответ: рН = 1,1.

Задача № 5.

рН раствора гидроксида кальция 12. Найти молярную концентрацию раствора.

Решение:

Т. к рН = 12 можно найти концентрацию ионов водорода.

[H⁺] = 10^–pH = 10^─12

В любом водном растворе [H⁺] · [OH^–] = 10^─14, поэтому, зная [H⁺], можно определить [OH^–].

Ca(OH)₂ = Ca²⁺ + 2OH^–

Ca(OH)₂ – сильное основание α = 1, поэтому можно найти концентрацию раствора Ca(OH)₂ из соотношения коэффициентов в уравнении, т. е. [Ca(OH)₂] в 2 раза меньше [ОН^–].

.

Ответ: концентрация раствора 0,005 .

Задача № 6.

Рассчитать константу гидролиза, степень гидролиза и рН раствора хлорида аммония концентрацией 0,1 М.

Решение:

NH₄Cl – соль слабого основания и сильной кислоты ( pH < 7).

NH₄Cl + HOH ↔ NH₄OH + HCl

^{слабое основание сильная кислота}

NH₄⁺ + HOH ↔ NH₄ОН + H⁺

Найдем

Степень гидролиза

[H⁺] = h· C_B = 7,5 · 10^–5 · 0,1 = 7,5 · 10^–6

pH = –lg [H⁺]

pH = –lg (7,5 · 10^–6) = 5,12

Ответ: h = 7,5 · 10^–5; К_Г = 5,7 · 10^–10; рН = 5,12.

Задача № 7

Вычислить константу гидролиза, степень гидролиза и рН 0,1 М раствора сульфита калия. Учитывать только первую ступень гидролиза.

Решение:

K₂SO₃ – соль сильного основания KOH и слабой кислоты Н₂SO₃.

I ступень K₂SO₃ + HOH ↔ KHSO₃ + KOH

+ HOH ↔ + OH^-

среда в растворе этой соли щелочная, рН > 7.

Вычислим константу гидролиза по первой ступени

Зная концентрацию раствора (0,1 М) можно вычислить степень гидролиза.

.

Чтобы определить рН, необходимо вычислить концентрацию ионов водорода

pH = –lg [H⁺]

Так как среда в растворе щелочная, то концентрация гидроксид-ионов равна произведению степени гидролиза и концентрации раствора

[ОH^–] = h₁· C_B = 1,27 ∙ 10^–3 ∙ 0,1 = 1,27 ∙ 10^–4 , а в любом водном растворе [H⁺] · [ОH^-] = 10^–14следовательно,

.

Тогда pH =-lg [H⁺] = – lg (7,87 · 10^–11) = 10,1

Ответ: h₁ = 1,27 · 10^–3; = 1,61 · 10^–7; рН = 10,95.