Розв’язання

Слабкі кислоти дисоціюють зворотно:

С Н₃СООН СН₃СОО^- + Н⁺

Рівновага характеризується константою

К = 1,85 • 10^-5 =

Оскільки [СН₃СОО^-] = [ Н⁺] по рівнянню реакції, а кількість молекул, що не розпалися на іони СН₃СООН приблизно дорівнює вихідному (дисоціація йде незначно), то позначивши [СН₃СОО^-] = [ Н⁺] =Х, будемо мати з врахуванням вихідної 0,1н концентрації:

1,8 • 10^-5 =

[ Н⁺] = х = 1,85• 10^-5 •10^-1 =1,35 • 10-³

звідси рН = -ℓg [ Н⁺] = - ℓg 1,35 •10^-3 = 3 -ℓg 1,35 =2,87.

Задача №18

Розрахувати рН буферного розчину, що складається з 10мл 0,1М розчину СН₃СООН та 90 мл 0,1М розчину СН₃СООNa.

Константа електролітичної дисоціації оцтової кислоти дорівнює 1,85 • 10^-5.

Розв’язання

За рівнянням буферної суміші концентрація іонів гідрогену в буферному розчині [ Н⁺] = К [ кислота] / [ сіль], або в інших позначеннях

Сн+ = , де:

С кисл - концентрація кислоти,

С солі – концентрація солі в приготовленій буферній суміші.

Концентрація кислоти і солі в суміші може бути розрахована за даними задачі:

С _кисл = = 0,01; С_солі = = 0,09 , де

10 і 90 – об’єми кислоти і солі, що взяті для приготування буферного розчину, мл;

10+ 90 – загальний об’єм розчину:

Одержані величини підставляються в рівняння буферної суміші:

С_н+ = 1,85 ∙ 10^-5 ∙ = 0,20 ∙ 10^-5

Далі знаходимо величину рН:

рН = - ℓgС_н+ = -ℓg (0,20 ∙ 10^-5) = - (ℓg 0,2 - 5ℓg10)= - (-0,70 –5) = 5,70

рН= 5,7

Задача 19

Гальванічний елемент складається з мідного і цинкового електродів.

Наведіть вираз для розрахунку ЕРС такого елементу з розрахунком концентрацій іонів Си²⁺ та Jn²⁺. Розрахуйте концентрацію іонів Си² + в гальванічному елементі, величина ЕРС якого дорівнює 1,04В, а концентрація іонів Zn ²⁺ дорівнює 0,1 ( 10^-1 )

Розв’язання.

ЕРС елементу дорівнює різниці електродних потенціалів

Е = φ_Сu – φ_Zn

Схема запису елементу: Сu⁰ / Сu²⁺/ /Zn²⁺/ Zn

На електродах протікають процеси:

С u²⁺ + 2е = Сu⁰

катод

Z n – 2 е = Zn²⁺

анод

Рівняння електродних потенціалів:

φ_Сu = φ^о_Сu + 0,059 ℓqС_Сu2+ ; φ_Zn = φ⁰_Zn + 0,059ℓqС_Zn²⁺ ;

Таким чином,

ЕРС = φ_Сu -φ_Zn = φ⁰_Сu +0,059ℓqСсu - φ⁰_Zn – 9,059ℓqС_Zn⁼

=φ⁰_Сu- φ⁰_Zn + 0,059 (ℓqС_Cu - ℓqC_Zn)

Величини φ^о_Сu і φ^о_ℒn табличні, вони дорівнюють відповідно:

φ^о_Сu =+0,34В і φ^о_zn = -0,76В, тому

ЕРС = + 0,34- ( -0,76) + 0,059 (ℓqС_Сu-ℓqС_zn)

ЕРС = 1,1 +0,059 (ℓqС_Сu-ℓqС_zn)

Виконана перша частина задачі.

Знайдемо тепер значення С_Cu; з рівняння для ЕРС маємо:

ℓqС_Си = +ℓqС_zn

Підставимо данні в задачі величини ЕРС і С_zn

ℓqС_Си = + ℓq10^-1 = – 1

Якщо прийняти, що 0,06 ≈0,059, отже

ℓqС_Си = -1-1= -2

Таким чином, С_Сu =10^-2 = 0,01

Самостійна робота Задача 20

Розрахуйте величини рН за даними в таблиці концентраціям або величин концентрацій речовини за даними в таблиці величинам рН. Розрахунки зробіть для всіх стовпчиків таблиці, що відносяться до вашого варіанту. Коефіцієнт активності в розчинах сильних електролітів = 1.

№вар.	Речовина	С, моль/ л	СН+	СОН-	рН	рОН
1	НСІ	10-2
	NaOH				10,5
2	HCI	27 ∙ 10-3
	NaOH				10
3	CH3COOH	5∙10-2
	КОН		10-9
4	HNО	10-4
	HN4ОН			10-3
5	NaOH	10-4
	НСІ				4,89
6	CH3COOH	4,8 ∙ 10-2
	КОН			10-5
7	НСІ	10-4
	NaOH					4,5
8	HNО2	1.5 ∙ 10 -3
	КОН	10-5
9	CH3COOH	9,5 ∙ 10-2
	NaOH					12
10	HN4ОН	10 -3
	НСІ					10-12