Рассчитайте концентрацию ионов Н+ и pH раствора хлорноватистой кислоты при концентрации 0,2 моль/л.
от

1 Ответ

Дано (в СИ):
- Концентрация хлорноватистой кислоты (HClO) = 0.2 моль/л
- Константа диссоциации (Ka) хлорноватистой кислоты (в справочных данных) примерно равна 3.0 * 10^(-8)

Найти:
1. Концентрация ионов H+ ([H+])
2. pH раствора

Решение:

1. Запишем уравнение диссоциации хлорноватистой кислоты:
   HClO ↔ H+ + ClO^-

2. Запишем выражение для константы диссоциации:
   Ka = [H+][ClO^-]/[HClO(недиссоциированная)]

   Пусть α - степень диссоциации, тогда:
   - [H+] = α * [HClO(начальная)]
   - [ClO^-] = α * [HClO(начальная)]
   - [HClO(недиссоциированная)] = [HClO(начальная)] * (1 - α)

3. Подставим выражения в уравнение константы диссоциации:
   Ka = (α * [HClO(начальная)]) * (α * [HClO(начальная)]) / ([HClO(начальная)] * (1 - α))
   Ka = α^2 * [HClO(начальная)] / (1 - α)

   Подставим значения Ka и [HClO(начальная)]:
   3.0 * 10^(-8) = α^2 * 0.2 / (1 - α)

4. Так как Ka и концентрация хлорноватистой кислоты невелики, можно предположить, что степень диссоциации мала и (1 - α) ≈ 1:
   3.0 * 10^(-8) ≈ α^2 * 0.2
   α^2 ≈ 3.0 * 10^(-8) / 0.2
   α^2 ≈ 1.5 * 10^(-7)
   α ≈ √(1.5 * 10^(-7))
   α ≈ 1.22 * 10^(-4)

5. Найдем концентрацию ионов водорода [H+]:
   [H+] = α * [HClO(начальная)]
   [H+] = 1.22 * 10^(-4) * 0.2
   [H+] ≈ 2.44 * 10^(-5) моль/л

6. Рассчитаем pH:
   pH = -lg[H+]
   pH = -lg(2.44 * 10^(-5))
   pH ≈ 4.61

Ответ:
Концентрация ионов водорода в растворе хлорноватистой кислоты при концентрации 0.2 моль/л равна примерно 2.44 * 10^(-5) моль/л, а pH раствора равно примерно 4.61.
от