2.1. Примеры решения задач

Пример 6. Определить активность электролита AlCl₃, если его молярная концентрация в водном растворе равна 0,02 моль/л.

Решение

Активность электролита

где – средняя ионная активность электролита,.

Определим средний ионный стехиометрический коэффициент и средний ионный коэффициент активности

Ионная сила раствора I_c=6c=60,02=0,12, поэтому

Теперь определим активность электролита:

Пример 7. Определить средний коэффициент активности CuCl₂в растворе, содержащем 0,02 моля CuCl₂, 0,003 моля NiSO₄и 0,005 моля H₂SO₄в 1 кг воды.

Решение

Для определения используем уравнение Дебая и Гюккеля

Определим ионную силу раствора электролитов

Пример 8. Определить коэффициент активности иона Fe²⁺в растворе, содержащем 0,03 моля FeCl₂и 0,05 моля CuSO₄в 1 кг воды.

Решение

Коэффициент активности иона Fe²⁺определим по уравнению Дебая и Гюккеля

Ионная сила раствора

Пример 9. Растворимость иодистого серебра AgI при 25 С равна 2,8610^–6 г/л. Определить произведение растворимости AgI.

Решение

Для процесса диссоциации труднорастворимой соли

степень диссоциации , поэтому

,

где – концентрация соли в насыщенном растворе – растворимость, которая в справочной литературе может обозначаться.

Определим молярную концентрацию AgI в насыщенном растворе:

При такой малой растворимости коэффициент активности принимаем равным единице, поэтому произведение растворимости определяем не произведением активностей , а произведением концентраций. Получаем

Пример 10. Растворимость гидроксида Cd(OH)₂равна 3,910^–5 моль/л при 25 С. Вычислить с учетом активностей компонентов раствора.

Решение

Для диссоциации Cd(OH)₂

;^

Ионная сила раствора

Коэффициенты активности ионов определим по уравнению Дебая и Гюккеля:

Произведение растворимости, рассчитанное в предположении идеальности раствора (f=1), таково:

Как видно, даже для сильно разбавленных растворов, в которых коэффициенты активности мало отличаются от единицы, ошибка в определении произведения растворимости существенна и составляет

Пример 11. Растворимость соли SrSO₄в воде равна 6,510^–4 моль/л при 25 С. Вычислить и растворимость этой соли в 0,02 М растворе CuSO₄.

Решение

В водном растворе соль SrSO₄диссоциирует на ионы

Произведение растворимости Подсчитаем ионную силу раствора SrSO₄и коэффициенты активности ионов, принимая, что коэффициенты активности двузарядных ионов одинаковы:

Получим

Отсюда

Теперь определим растворимость соли SrSO₄в 0,02 М растворе CuSO₄по уравнению

Вычислим ионную силу раствора, содержащего 6,510^–4 моль/л SrSO₄и 0,02моль/л CuSO₄:

Таким образом, растворимость соли SrSO₄в 0,02 М растворе CuSO₄меньше, чем в воде, враза.

Пример 12. Определить, во сколько раз уменьшится растворимость Zn(OH)₂в 0,02 н растворе NaOH по сравнению с растворимостью в чистой воде, если.

Решение

Для труднорастворимого гидрата окиси цинка

Растворимость Zn(OH)₂в воде

Ионная сила такого раствора поэтому сделанное выше допущениене приводит к существенной ошибке в вычислении растворимости Zn(OH)₂в воде.

Теперь определим растворимость Zn(OH)₂в 0,02 н растворе NaOH. Ионная сила этого раствораПоэтому

Таким образом, растворимость в 0,02 н растворе NaOH

Растворимость в 0,02 н растворе NaOH уменьшилась в раза.