Вычисление концентрации электролита по значению его рН

Задача 545. 

Чему равна концентрация раствора уксусной кислоты, рН которого равен 5,2?

Решение: 

K_D(CH₃COOH) = 1,8 ^. 10^-5.

Согласно условию задачи -lg[H⁺] = 5,2. Следовательно, -lg[H⁺] = 5,2 = 6,8. По таблице логарифмов находим:

[H⁺] = 6,31 ^. 10^-5 моль/л. 

Концентрации ионов [H⁺] и ионов [CH₃COO^—] в растворе CH₃COOH равны:

CH₃COOH ⇔ CH₃COO^— + H⁺

Обозначим искомую концентрацию уксусной кислоты через x и найдём его значение из выражения константы диссоциации, получим:

Ответ: C_M = 2,2 ^. 10^-7 моль/л.

Задача 546.
Вычислить значения (OH^—)  и p(OH)  в 0,2 н. растворе NaОН, считая f(OH^—) = 0,80.
Решение:
Для электролитов, состоящих из однозарядных ионов, значение ионной силы раствора численно равно концентрации раствора, в данном случае: I(NaOH) = 0,20. При ионной силе равной 0,2 и при коэффициенте активности иона равному 0,80 можно рассчитать значения активностей ионов по формуле  (ион) = fC_M, получим:

(OH^—) = 0,80 ^. 0,20 = 0,16 моль/л.

Теперь рассчитаем значение  p(OH^—):

p(OH^—) = -(OH^—) = -lg1,6 . 10-1 = 1 — lg1,6 = 0,8.

Ответ: p(OH-) = 0,8, (OH^—) = 1,6 ^. 10^-1 моль/л.

Задача 547.
Используя данные табл. 7 приложения, найти p(H⁺) 0,005 н. раствора НСI, содержащего, кроме того, 0,015 моль/л NаС1.
Решение:
Для электролитов, состоящих из однозарядных ионов, значение ионной силы раствора численно равно концентрации раствора, в данном случае: I = 0,005 + 0,015 = 0,02. 

При этой ионной силе коэффициент активности однозарядного иона равен 0,90. Активную концентрацию иона водорода рассчитаем по формуле  (ион) = fC_M, где f — коэффициент активности иона, С_М – концентрация раствора, получим:

(H⁺) = 0,02 ^. 0,9 = 1,8 ^. 10^-2 моль/л.

Теперь находим значение p(H+):

p(H⁺) = -(H⁺) = -lg1,8 ^. 10^-2 = 2 — lg1,8 = 2 — 0,255 = 1,75.

Ответ: p(H⁺) = 1,75.

Задачи 548.
Степень диссоциации слабой одноосновной кислоты в 0,2 н. растворе равна 0,03. Вычислить значения  [H⁺], [OH^—] и pOH для этого раствора.
Решение:
Находим концентрацию ионов водорода:

[H⁺] = ^. C_M = 0,2 ^. 0,03 = 6 ^. 10^-3 моль/л.

Концентрацию гидроксид-ионов находим из соотношения:  

pH₂O = [H⁺] ^. [OH^—] = 10^-14; [OH^—] = (10^-14)/(6 ^. 10^-3) = 1,7 ^. 10^-12.              

Отсюда

pОН = lg[OH^—] = -lg1,7 ^. 10^-12 = 12 — lg1,7 = 12 — 0,23 = 11,77.

Ответ:  [H⁺] = 6 ^. 10^-3 моль/л; [OH^—] = 1,7 ^. 10^-12; pОН = 11,77.