Тема 11. Растворы слабых электролитов

Пример 1. Вычисление степени диссоциации слабого электролита по значению его константы диссоциации.

Найдите степень диссоциации уксусной кислоты в 0,01 М растворе, если константа диссоциации уксусной кислоты равна 1,7510^–5.

Решение. Константа диссоциации и степень диссоциации слабого электролита связаны между собой соотношением (закон разбавления Оствальда): К_Д = ²с/(1–), где К_Д - константа диссоциации; с - концентрация электролита, моль/л;  - степень электролитической диссоциации.

В случае очень слабых электролитов (  1) выражение закона Оствальда упрощается, так как значением  в знаменателе дроби пренебрегают, т.е. К_Д = ²с. Уксусная кислота очень слабая кислота, поэтому для вычисления степени диссоциации воспользуемся упрощенным выражением закона разбавления:

 =  К_Д/с = 1,7510^–5/ 10^–2 = 4,210^–2, или 4,2 %.

Пример 2. Вычисление концентрации ионов в растворе электролита по его степени диссоциации.

Определите концентрацию ионов ОН^– в 0,01 М растворе гидроксида аммония, если К_Д = 1,7710^–5.

Решение. Концентрация ионов с_ион. в растворе электролита зависит от молярной концентрации электролита с, его степени диссоциации  и числа ионов n данного вида, получаемых при диссоциации электролита, т.е. с_ион. = сn.

Для определения концентрации ионов ОН^– в растворе NH₄OH, находим степень диссоциации NH₄OH:  =  К_Д/с = 1,7710^–5/ 10^–2 = 0,042.

Концентрация ионов ОН^– равна: с_ОН^– = 10^–20,0421 = 0,4210^–3 моль/л.

211. В одном литре 0,01 н. раствора уксусной кислоты содержится 6,2610²¹ ее молекул и ионов. Определите степень диссоциации СН₃СООН в этом растворе. Ответ: 0,04.

212. Константа диссоциации хлорноватистой кислоты равна 3,010^–8. Чему равна степень диссоциации HClO в 0,1 н. растворе? Вычислите концентрацию ионов в этом растворе. Ответ: 5,510^–4; 5,510^–5.

213. При какой концентрации раствора степень диссоциации азотистой кислоты будет равна 20 %, если константа диссоциации HNO₂ равна 5,110^–4? Вычислите концентрацию ионов водорода в этом растворе. Ответ: 1,0110^–2; 2,0410^–3.

214. Вычислите степень диссоциации гидроксида аммония в 0,01 н. растворе, если константа диссоциации NH₄OH равна 1,7710^–5. Ответ: 4,210^–2.

215. Сколько растворенных частиц (ионов и недиссоциированных молекул) содержит 1 л 0,0001 н. HCN, константа диссоциации которой равна 4,910^–10? Ответ: 6,0310¹⁹.

216. Вычислите степень диссоциации NH₄OH в 1 н. растворе, если в 1 л этого раствора содержится 6,04510²³ растворенных частиц. Ответ: 0,41 %.

217. При какой концентрации муравьиной кислоты 98 % ее молекул будут находится в недиссоциированном состоянии? Константа диссоциации НСООН равна 1,7710^–4. Ответ: 0,44 моль/л.

218. Степень диссоциации уксусной кислоты СН₃СООН в 1; 0,1; 0,01 н. растворах соответственно равна 0,42; 1,34; 4,25 %. Вычислив К_Д уксусной кислоты для растворов указанных концентраций, докажите, что константа диссоциации не зависит от концентрации раствора. Ответ: 1,7610^–5; 1,8010^–5; 1,8110^–5.

219. Во сколько раз концентрация ионов водорода в 0,1 н. растворе HNO₂ больше, чем в 0,1 н. растворе HCN? Ответ: В 1000 раз.

220. Константа диссоциации фосфорной кислоты по первой ступени равна 1,7710^–3. Пренебрегая диссоциацией по другим ступеням, вычислите концентрацию водородных ионов в 0,5 М растворе. Ответ: 5,510^–2 моль/л.

221. Константа диссоциации азотистой кислоты равна 5,110^–4. Вычислите степень диссоциации HNO₂ в ее 0,01 М растворе и концентрацию ионов водорода. Ответ: 22,6 %; 22,610^–3 моль/л.

222. Какова концентрация водородных ионов в 1 н. НCN, если ее К_Д =4,910^–10? Какая масса ионов CN^– содержится в 1,5 л указанного раствора? Ответ: 2,2110^–5 моль/л; 5,7510^–4 г.

223. Определите степень диссоциации и концентрацию ионов ОН^– в 0,1 н. растворе NH₄OH, если К_Д = 1,7710^–5. Ответ: 1,33 %; 1,3310^–3 моль/л.

224. В растворе бензойной кислоты НС₇Н₅О₂ концентрация ионов водорода 310^–3 моль/л. Вычислите концентрацию этого раствора (моль/л и г/л), если К_Д = 6,1410^–5. Ответ: 0,147 моль/л; 17,95 г/л.

225. Угольная кислота по первой ступени диссоциирует:

Н₂СО₃  Н⁺ + НСО₃^–

Концентрация ионов водорода в 0,005 М растворе равна 4,2510^–5 моль/л. Определите константу диссоциации кислоты по первой ступени. Ответ: 3,610^–7.