Примеры задач на слабые электролиты

 

Пример 6.3. Рассчитать pH 25% раствора NH₄OH, считая это вещество слабым электролитом с константой диссоциации 1,8×10^–5. Плотность раствора – 0,9 г/мл.

 

По определению процентной концентрации

в 100 г раствора содержится 25 г NH₄OH.

 

n(NH₄OH) = m(NH₄OH) / M(NH₄OH) = 25 г: 35 г/моль = 0,714 моль;

 

V_{раствора} = m_{раствора} / ρ_{раствора} = 100 г: 0,9 г/мл = 111 мл = 0,111 л;

 

С(NH₄OH) = n(NH₄OH) / V_{раствора} = 0,714 моль: 0,111 л = 6,43 моль/л = C₀.

C₀ – это общая концентрация электролита в растворе

 

NH₄OH – слабый электролит, обратимо диссоциирующий в водном растворе: NH₄OH ⇆ NH₄⁺ + OH^–. Поскольку слабый электролит диссоциирует неполностью, сделаем предположение, что продиссоциировало x моль/л NH₄OH, тогда равновесная концентрация ионов аммония и гидроксид-ионов также будут равняться x моль/л: C(NH₄⁺) = C(OH^–) = x моль/л. Равновесная концентрация непродиссоциировавшего основания равна С(NH₄OH) = C₀ – x =
= (6,43 – x) моль/л.

Подставляем выраженные через x равновесные концентрации всех частиц в уравнение константы диссоциации:

.

 

Обычно в задачах по общей и неорганической химии иксом в знаменателе пренебрегают в том случае, если . В данном случае это условие выполняяется, следовательно электролит диссоциирует незначительно (x ® 0), и иксом в знаменателе как слагаемым можно пренебречь:

 

.

 

моль/л

 

С(OH^–) = x = 1,076∙10^-2 моль/л; pOH = –lg C(OH^–) = –lg 1,076∙10^–2 = 1,97.

 

pH = 14 – pOH = 14 – 1,97 = 12,03.