Алгоритм действия

при решении задач на вычисление рН раствора и концентраций ионов Н⁺ и ОН^‑

Задача 1. Вычислите рН раствора, если концентрация ионов водорода равна 7, 4*10^-3 моль/л.

Решение: рН = -lg[H+⁺] = -lg(7, 4*10^-3)=(-lg7, 4)+ (-lg10^-3) = (-0, 87) + (3) = 3-0, 87 = 2, 13.

Задача 2. Вычислите концентрации ионов [H+⁺] и [ОН^‑ ] в растворе с
рН = 8, 48.

Решение: Для нахождения концентрации ионов Н⁺ необходимо выполнить антилогарифмирование (найти число по логарифму): рН = -lg[H⁺] = 8, 48;
-рН = lg[H⁺] = -8, 48.

Представим число (-8, 48) как алгебраическую сумму целой и дробной части (характеристики и мантиссы): - 8, 48 = (-8)+(-0, 48). Чтобы воспользоваться таблицей логарифмов, мантиссу необходимо сделать положительной. Для этого от характеристики отнимаем единицу, а к мантиссе эту единицу прибавляем: (-8) + (-0, 48) =(-9)+(0, 52); меняем слагаемые местами: 0, 52 + (- 9). Находим в таблице (см. приложение) мантиссу 52 (или ближайшую к ней), проводим перпендикуляры влево и вверх от нее. Число, имеющее мантиссой 52, есть 33 (3 слева, 3 вверх). Так как характеристика числа 0, 52 равна 0, то в целую часть найденного числа выделяем 0 + 1 = 1 цифру и ставим запятую: 3, 3. Число (-9) есть логарифм числа 10^-9. Находим произведение полученных чисел: 3, 3*10^-9.

Ответ: [H⁺] = 3, 3*10^-9 моль/л; [ОН^‑ ] = = 3*10^-6 моль/л.

Задача 3. Определите концентрацию ионов ОН^‑ в растворе NН₄ОН
(С = 0, 01 моль/л; К_д = 1, 8*10^-5). Рассчитайте рН этого раствора.

Решение: NН₄ОН - слабый электролит и диссоциирует обратимо: NH₄OH Û NH₄⁺ + OH^‑ .

В соответствии с законом Оствальда степень диссоциации равна:

;

концентрация ионов [ОН^‑ ] == 0, 01*0, 042*1 = 4, 2*10^-4 моль/л

рОН = - lg[ОН^‑ ] = - lg(4, 2*10^-4) = 4 - 0, 63 = 3, 37; рН = 14 - 3, 37 = 10, 63.

Задача 4. Вычислите рН раствора NаОН (w = 0, 08 %; плотность - 1 г/мл;

степень диссоциации - 1).

Ршение: Молярная концентрация раствора NаОН равна:

.

Так как степень диссоциации = 1, [ОН] = 0, 02 моль/л;

рОН = - lg[ОН^‑ ] = -lg(0, 02) = -lg(2*10^-2) = 2 - 0, 3 = 1, 7; рН = 14 - рОН = 14‑ 1, 7 = 12, 3.

Задача 5. Вычислите молярную концентрацию раствора муравьиной кислоты (рН = 3;

К_д (НСООН) = 1, 8*10^-4).

Решение.

НСООН Û НСОО^‑ + Н⁺;

Так как рН = 3, то [Н⁺] = 10^-3;

= = 5, 5*10^-5 моль/л

Задача 6. Вычислите рН среды, константу и степень гидролиза раствора КNО₂ (С = 0, 05 моль/л).

Решение: КNО₂ - соль слабой кислоты и сильного основания.

Для расчета рН воспользуемся формулой:

По таблице (см приложение) определяем рК азотистой кислоты:

рК = 3, 4; рН = 7 + 1/2*3, 4 + 1/2*lg(0, 05) = 7 + 1, 7 + 1/2*(-1, 3)= 8, 7 - 0, 65 = 8, 05.

Константу гидролиза определяем по формуле:

Вычисляем степень гидролиза: ,

или: 2, 25*10^-5*100% = 2, 25*10^-3%.