Определите коэффициенты активности всех ионов в растворе с концентрациями уксусной кислоты и хлорида натрия 0 ,1 моль/л
от

1 Ответ

Дано:
- Концентрация уксусной кислоты (CH3COOH) = 0.1 моль/л
- Концентрация хлорида натрия (NaCl) = 0.1 моль/л

Найти:
- Коэффициенты активности ионов CH3COO-, H+, Na+, Cl- в растворе

Решение:

1. Уксусная кислота - слабый электролит, и её диссоциация в воде описывается уравнением:
   CH3COOH ⇌ CH3COO- + H+

   Константа кислотности (Ka) для уксусной кислоты при концентрации 0.1 моль/л можно найти из таблиц, она приблизительно равна 1.8 × 10^-5.

   Рассчитаем степень диссоциации α:
   Ka = [CH3COO-][H+] / [CH3COOH]

   Если x = [CH3COO-] = [H+], тогда:
   Ka = x^2 / (0.1 - x)

   При условии, что x << 0.1, можно упростить:
   Ka ≈ x^2 / 0.1

   Решаем уравнение:
   x^2 = Ka × 0.1
   x^2 = 1.8 × 10^-5 × 0.1
   x^2 = 1.8 × 10^-6
   x = √(1.8 × 10^-6)
   x ≈ 1.34 × 10^-3

   Таким образом:
   [CH3COO-] ≈ 1.34 × 10^-3 моль/л
   [H+] ≈ 1.34 × 10^-3 моль/л

   Концентрация CH3COOH после диссоциации:
   [CH3COOH] ≈ 0.1 - 1.34 × 10^-3
   [CH3COOH] ≈ 0.0987 моль/л

2. Хлорид натрия (NaCl) полностью диссоциирует в воде:
   NaCl → Na+ + Cl-

   Концентрации ионов Na+ и Cl- равны исходной концентрации NaCl:
   [Na+] = 0.1 моль/л
   [Cl-] = 0.1 моль/л

3. Используем модель активности ионов для расчета коэффициентов активности. Для ионов в слабых растворах в основном применяют уравнение Дебая-Хюккеля для расчета коэффициентов активности. Однако для простоты можно использовать приближенную зависимость от общей концентрации.

   Для ионов CH3COO- и H+ в растворе уксусной кислоты, учитывая низкие концентрации, коэффициент активности обычно приближен к 1, поскольку активность ионов в разбавленных растворах в значительной степени приближается к концентрации.

   Для ионов Na+ и Cl- в растворе NaCl, коэффициенты активности также будут близки к 1, поскольку NaCl полностью диссоциирует и в разбавленных растворах отклонение от идеальности невелико.

Ответ:
Коэффициенты активности ионов CH3COO-, H+, Na+, Cl- в данном растворе приближенно равны 1.
от