Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
RGR_khimia_vody_pechat.doc
Скачиваний:
2327
Добавлен:
10.02.2016
Размер:
2.16 Mб
Скачать

Расчет рН растворов сильных и слабых электролитов

Сильные кислоты и основания (табл.2.1) в растворах диссоциируют пол-

ностью, поэтому концентрация ионов водорода и ионов гидроксила равна

общей концентрации сильного электролита.

Для сильных оснований: [OH-] = См; для сильных кислот: [H+] = См.

Таблица 2.1

Сильные электролиты

Класс

Формулы электролитов

Кислота

HNO3, H2SO4, HCl, HBr, HI, HMnO4, HClO4

Основание

LiOH , KOH, RbOH, CsOH, NaOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2, Sr(OH)2

Соль

Растворимые соли

Слабым электролитом принято считать химические соединения, молекулы которых даже в сильно разбавленных растворах не полностью диссоциируют на ионы. Степень диссоциации слабых электролитов для децимолярных растворов (0,1М) меньше 3%. Примеры слабых электролитов: все органические кислоты, некоторые неорганические кислоты (например, H2S, HCN), большинство гидроксидов (например, Zn(OH)2, Cu(OH)2).

Для растворов слабых кислот концентрация ионов водорода [H+] в растворе рассчитывается по формуле:

где: Кк – константа диссоциации слабой кислоты; Ск – концентрация кислоты, моль/дм3.

Для растворов слабых оснований концентрация гидроксильных ионов рассчитывается по формуле:

где: Ко – константа диссоциации слабого основания; Сосн. – концентрация основания, моль/дм3.

Таблица 2.2

Константы диссоциации слабых кислот и оснований при 25 оС

Формула

Константа диссоциации, Кд

СH3COOH

1,86 • 10–5

HCN

7,2 • 10-10

HOCl

5,0 • 10-8

HBO2

7,5 • 10-10

HOBr

2,5 • 10-9

HF

6,2 • 10-4

HNO2

5,1 • 10-4

HIO

2,3 • 10-11

HOCN

2,7 • 10-4

NH4OH

1,79 • 10-5

AgOH

5,0 • 10-3

2.2. Примеры решения индивидуального задания

Пример №1.

Условие задания: Определить концентрацию водородных и гидроксильных ионов в растворе, если рН =5,5.

Решение

Концентрация ионов водорода рассчитывается по формуле:

+] = 10-рН

+] = 10-5,5 = 3,16 •10-6 моль/дм3

Концентрация гидроксильных ионов рассчитывается по формуле:

[OН-] = 10-рOН

рОН = 14 – рН = 14 – 5,5 = 8,5

[OН-] = 10 -8,5 = 3 • 10-9 моль/дм3

Пример № 2.

Условие задания: Вычислить рН 0,001 М раствора HС1.

Решение

Кислота HС1 является сильным электролитом (табл.2.1) и в разбавленных растворах практически полностью диссоциирует на ионы:

HС1⇄ Н+ + С1-

Поэтому концентрация ионов [Н+] равна общей концентрации кислоты: [Н+] = См = 0,001 М.

+] = 0,001= 1·10-3 моль/дм3

Тогда:

рН = – lg[H+] = – lg 1 • 10-3 = 3

Пример № 3.

Условие задания: Вычислить рН 0,002 М раствора NaOH.

Решение

Основание NaOH является сильным электролитом (табл.2.1) и в разбавленных растворах практически полностью диссоциирует на ионы:

NaOH ⇄Na++OH-

Поэтому концентрация гидроксильных ионов равна общей концентрации основания: [ОH-]= См = 0,002 М.

Тогда:

рОН = – lg[ОН-] = – lgСм = – lg 2 •10-3 = 2,7

Исходя из формулы: рН + рОН = 14, находим рН раствора:

рН = 14 – 2,7 = 11,3

Пример №4.

Условие задания: Вычислить рН 0,04 М раствора NH4OH, если константа диссоциации Кд(NH4OH) = 1,79·10-5 (табл.2.2).

Решение

Основание NH4OH является слабым электролитом и в разбавленных растворах очень незначительно диссоциирует на ионы.

Концентрация гидроксильных ионов [ОH-] в растворе слабого основания рассчитывается по формуле:

моль/дм3

рОН = – lg[ОH-] = – lg 8,5·10-2 = 1,1

Исходя из формулы: рН + рОН = 14, находим рН раствора:

рН = 14 – рOН = 14 – 1,1 = 12,9

Пример №5.

Условие задания: Вычислить рН 0,17 М раствора уксусной кислоты (CH3COOH), если константа диссоциации Кд(CH3COOH) = 1,86 • 10-5 (табл.2.2).

Решение

Кислота CH3COOH является слабым электролитом и в разбавленных растворах очень незначительно диссоциирует на ионы.

Концентрация ионов водорода [H+] в растворе слабой кислоты рассчитывается по формуле:

Тогда:

моль/дм3

Вычисляем pH раствора по формуле: рН = – lg [H+]

pH = – lg 1,78 • 10-3 = 2,75

2.3. Индивидуальные задания

Условия заданий (табл. 2.3):

Задание № 1. Вычислить концентрацию водородных и гидроксильных ионов в растворе при определенном значении рН (см. пример № 1);

Задание № 2. Вычислить рН раствора сильного электролита (кислоты, основания) при заданной концентрации (см. пример № 2, 3);

Задание № 3. Вычислить рН раствора слабого электролита (кислоты, основания) при заданной концентрации (см. пример № 4, 5).

Таблица 2.3

Состав исследуемой воды

задания

Условия заданий:

Задание № 1

Задание № 2

Задание № 3

рН

Сильный электролит

Концентрация, См

Слабый

электролит

Концентрация, См

1

6,05

НСl

0,033

NH4OH

0,01

2

8,5

HNO3

0,091

HCN

0,09

3

5,5

HI

0,032

HOCl

0,05

4

7,7

NaOH

0,054

HBO2

0,36

5

6,3

HBr

0,076

HOBr

0,22

6

6,5

KOH

0,045

HF

0,63

7

8,9

HClO4

0,027

HNO2

0,55

8

8,5

HMnO4

0,005

HOI

0,03

9

6,5

CsOH

0,008

HOCN

0,19

10

6,1

HNO3

0,004

NH4OH

0,082

11

6,5

HI

0,001

AgOH

0,04

12

6,9

LiOH

0,009

СH3COOH

0,26

13

8,8

HBr

0,005

HCN

0,075

14

6,9

RbOH

0,036

HOCl

0,07

15

7,3

HClO4

0,0022

HBO2

0,15

16

6,3

HMnO4

0,063

HOBr

0,23

17

7,4

KOH

0,055

HF

0,34

18

6,7

HNO3

0,003

HNO2

0,18

19

8,2

HI

0,019

HOI

0,39

20

8,3

HNO3

0,082

HOCN

0,15

21

6,1

CsOH

0,004

NH4OH

0,33

22

6,9

HCl

0,026

AgOH

0,091

23

8,2

HClO4

0,075

HBO2

0,32

24

8,6

HMnO4

0,007

HOBr

0,054

25

8,5

LiOH

0,015

HF

0,076

26

8,2

HNO3

0,0023

HNO2

0,045

27

8,0

HI

0,034

HOI

0,27

Продолжение табл. 2.3

28

7,9

NaOH

0,018

HOCN

0,35

29

7,9

HBr

0,039

NH4OH

0,08

30

8,1

HCl

0,015

AgOH

0,4

31

6,1

HNO3

0,003

NH4OH

0,032

32

6,5

HI

0,002

AgOH

0,02

33

6,9

LiOH

0,008

СH3COOH

0,24

34

8,8

HBr

0,003

HCN

0,073

35

6,9

RbOH

0,033

HOCl

0,072

36

7,3

HClO4

0,0012

HBO2

0,16

37

6,3

HMnO4

0,033

HOBr

0,24

38

7,4

KOH

0,045

HF

0,35

39

6,7

HNO3

0,004

HNO2

0,28

40

8,2

HI

0,029

HOI

0,29

41

8,3

HNO3

0,081

HOCN

0,05

42

6,1

CsOH

0,006

NH4OH

0,033

43

6,9

HCl

0,023

AgOH

0,29

44

8,2

HClO4

0,078

HBO2

0,62

45

8,6

HMnO4

0,006

HOBr

0,024

46

8,5

LiOH

0,012

HF

0,036

47

8,2

HNO3

0,0021

HNO2

0,025

48

8,0

HI

0,037

HOI

0,027

49

7,9

NaOH

0,013

HOCN

0,015

50

7,9

HBr

0,034

NH4OH

0,08

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]