Вычисление приближенного значения ионной силы аствора электролита

Задача 532.

Вычислить ионную силу и активность ионов в растворе содержащем 0,01 моль/л Сa(NO₃)₂ и 0,01 моль/л  CaCl₂.

Решение:

В водных растворах электролитов коэффициент активности зависит от концентрации и заряда всех
присутствующих в растворе ионов. Для количественного выражения этой зависимости введено понятие об ионной силе раствора I, которая численно равна полусумме произведений концентрации (C_M) каждого иона на квадрат его заряда Z:

Активность концентрации иона в растворе электролита пропорциональна его концентрации C_M, моль/л: 

(ион) = fC_M,                  

где f — коэффициент активности иона.

Видео:Практическое занятие. Ионная сила раствораСкачать

Значение коэффициента активности иона рассчитаем по формуле:

получим:

Определяем активность ионов  Ca²⁺, NO₃^—  и  Cl^—, учитывая, что концентрации ионов одинаковы и равны 0,02моль/л:

(Ca²⁺) = f(Ca²⁺) ^. CM(Ca²⁺) = 0,32 ^. 0,02 = 6,4 ^. 10^-3 моль/л;
(NO₃^—) = (Cl^—) = f(Cl^—) ^. C_M(Cl^—) = 0,75 ^. 0,02 = 1,5 ^. 10^-2  моль/л.

Ответ: (Ca²⁺) = 6,4 ^. 10^-3 моль/л; (NO₃^—) = (Cl^-) = 1,5 ^. 10^-2  моль/л.

Задача 533.
Вычислить ионную силу и активность ионов в 0,1%-ном (по массе) растворе BaCl₂. Плотность раствора принять равной единице.
Решение:
Находим массу соли в 1л раствора из пропорции:

Рассчитаем молярную концентрацию раствора BaCl₂:

В водных растворах электролитов коэффициент активности зависит от концентрации и заряда всех присутствующих в растворе ионов. Для количественного выражения этой зависимости введено понятие об ионной силе раствора I, которая численно равна полусумме произведений концентрации C_M каждого иона на квадрат его заряда Z:

Активность концентрации иона в растворе электролита пропорциональна его концентрации C_M, моль/л: 
(ион) = fC_M,    где f — коэффициент активности иона.                   

Значение коэффициента активности иона рассчитаем по формуле:

Видео:Задача1Скачать

Определяем активность ионов Ba²⁺ и Cl^— из соотношения  (ион) = fC_M:  

(Ba²⁺) = f(Ba²⁺) . C_M(Ba²⁺) = 0,575 ^. 0,0048 = 2,76 ^. 10^-3 моль/л;
(Cl-) = f(Cl^—) . C_M(Cl-) = 0,871 ^. 2(0,0048) = 8,36 ^. 10^-3  моль/л.

Ответ: (Ba²⁺) = 2,76 ^. 10^-3 моль/л; (Cl^—) = 8,36 ^. 10^-3 моль/л.

Задача 534.
Рассчитать активность иона водорода в 0,005 н. раствора НСI, содержащем, кроме того, 0,15 моль/л NaС1.
Решение:
В водных растворах электролитов коэффициент активности зависит от концентрации и заряда всех присутствующих в растворе ионов. Для количественного выражения этой зависимости введено понятие об ионной силе раствора  I, которая численно равна полусумме произведений концентрации C_M каждого иона на квадрат его заряда Z:

Отсюда

I = 0,5[CM(H⁺) ^. 1² + C^M(Na⁺) . 1² + C_M(Cl^—) . 1²] = 
= 0,5[(0,005 ^. 1²) + (0,015 ^. 1²) + (0,005 + 0,015) ^. 1²] = 0,155. 

Здесь концентрация ионов хлора складывается из суммы концентраций HCl и NaCl, получим:  
Активность концентрации иона в растворе электролита пропорциональна его концентрации C_M, моль/л: 

C(Cl^—) = С(HCl) + C(NaCl) = 0,005 + 0,015 = 0,0155 моль/л.

Активность концентрации иона в растворе электролита пропорциональна его концентрации C_M, моль/л: 
(ион) = fC_M, где f — коэффициент активности иона.                         

Значение коэффициента активности иона водорода рассчитаем по формуле:

Видео:Ионная сила раствора. Теория (кратко) + задача.Скачать

Теперь, пользуясь уравнением  (ион) = fC_M, рассчитаем активность иона водорода, получим:

 (H⁺) = 0,005 ^. 0,64 = 3,2 ^. 10^-3 моль/л.                    

Ответ: (H⁺) = 3,2 ^. 10^-3 моль/л.