Примеры решения типовых задач

Пример 1.Концентрация ионов водорода в растворе равна10^-3 моль/л. Определите рН раствора.

Решение. рН = –lg[10^-3] = 3.

Пример 2.Определите концентрацию ионов водорода в растворе, рН которого равен 4,6.

Решение. –lg [H⁺] = 4,6; следовательно lg [H⁺] = –4,6; [H⁺]=2,5 ∙10^-5 (расчеты вести, используя калькулятор).

Пример 3.Чему равнаконцентрация гидроксид-ионов в растворе, рН которого равен 10,80?

Решение. Из соотношения рН + рОН = 14 находим:

рОН = 14 – рН = 14 – 10,80 =3,20 отсюда –lg [ОH^-] =3,20; lg [ОH^-]= –3,20

[ОH^-] =6,31∙ 10^-4 моль/л.

Пример 4. Определите концентрации HCO₃^- и СО₃^2- в 0,04 М растворе угольной кислоты, если рН этого раствора равен 4,18.

Решение. Найдем концентрацию ионов водорода в растворе:

–lg[Н⁺] = 4,18; lg[H⁺] = –4,18; [Н⁺] = 6,61 · 10^-5 моль/л

Теперь, воспользовавшись данными прил. Ж, запи­шем выражение для константы диссоциации угольной кислоты по первой ступени:

K₁ =

Подставляя значения [Н⁺] и [Н₂С0₃], находим:

[НСОз^-]= 4,45 ·10^-7·10^-2/(6,61·10^-5) = 6,73·10^-5 моль/л

Аналогично записываем выражение для константы диссоциаций Н₂С0₃ по второй ступени и находим значение [CO₃^2-]:

K₂ =

[CO₃^2-]= 4,69·10^-11·6,73·10^-5/(6,61·10^-5) = 4,8·10^-11 моль/л.

Контрольные вопросы и задачи для самостоятельной работы

1. Может ли в водном растворе концентрация [Н⁺] или [ОН^-] равняться нулю?

2. Вычислите концентрацию [ОН^-] при рН 4,7.

3. Найдите молярную концентрацию ионов Н⁺ в водных растворах, в которых концентрация гидроксид-ионов ( моль/л) составляет: а) 10^-4; б) 3,2·10^-6; в) 7,4·10^-11.

4. Найдите молярную концентрацию ионов ОН^- в водных растворах, в которых концентрация ионов водорода ( моль/л) равна: а) 10^-3; б) 6,5·10^-8; в) 1,4·10^-12.

5. Вычислите рН растворов, в которых концентра­ция ионов Н⁺ ( моль/л) равна: а) 2·10^-7; б) 8,1·10^-3; в) 2,7·10^-10.

6. Вычислите рН растворов, в которых концентрация ионов ОН^- ( моль/л) равна: а) 4,6·10^-4; б) 5·10^-6; в) 9,3·10^-9.

7. Вычислите рН 0,01 н раствора уксусной кис­лоты, в котором степень диссоциации кислоты равна 0,042.

8. Определите рН раствора, в 1 л которого содер­жится 0,1 г NaOH. Диссоциацию щелочи считать полной.

9. Определите [Н+] и [ОН^-] в растворе, рН которого равен 6,2.

10. Вычислите рН следующих растворов слабых электролитов: а) 0,1М НСN; б) 0,02М NH₄OH; в) 0,05н НСООН; г) 0,01М СН₃СООН.

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

12. Степень диссоциации слабой одноосновной кислоты в 0,2 н растворе равна 0,03. Вычислите значения [Н+], [ОН^-] и pOН для этого раствора.

13. Укажите, какие из рядов перечисленных ниже кислот соответствуют возрастанию рН в растворах оди­наковой молярной концентрации a) HCN, HF, HOC1, НСООН, СН₂С1СООН; б) HN0₃, HN0₂, CH₃COOH, HCN; в) НС1, СН₂С1СООН, HF, Н₃В0₃.

14. В 0,01 н. растворе одноосновной кислоты рН = 4. Какое утверждение о силе этой кислоты правильно: а) кислота слабая; б) кислота сильная?

15. Как изменится кислотность 0,2 н раствора HCN при введении в него 0,5 моль/л KCN: а) возрастет; б) уменьшится; в) не изменится?

16. Как надо изменить концентрацию ионов водо­рода в растворе, чтобы рН раствора увеличился на единицу: а) увеличить в 10 раз; б) увеличить на 1 моль/л; в) уменьшить в 10 раз; г) уменьшить на 1 моль/л?

17. Сколько ионов водорода содержится в 1 мл рас­твора, рН которого равен 13: а) 10¹³; б) 60,2·10¹³; в) 6,02 ·10⁷; г) 6,02·10¹⁰?

18. Как изменится рН воды, если к 10 л ее добавить 10^-2 моль NaOH: а) возрастет на 2; б) возрастет на 3; в) возрастет на 4; г) уменьшится на 4?