Дано:
- Концентрация раствора борной кислоты (H3BO3) = 0.1 моль/л
- Константа диссоциации борной кислоты (Ka) = 7.4 × 10^(-10) моль/л
Найти:
- Концентрацию ионных водорода [H+]
- pH раствора
Решение:
1. Напишем уравнение диссоциации борной кислоты:
H3BO3 + H2O ⇌ H2BO3^- + H3O^+
2. Запишем выражение для константы диссоциации (Ka):
Ka = [H2BO3^-][H3O^+]/[H3BO3]
3. Обозначим концентрацию ионов водорода [H3O^+] как x. Тогда:
[H2BO3^-] = x
[H3BO3] = 0.1 - x (приблизительно равно 0.1, поскольку x << 0.1)
Таким образом, уравнение для Ka будет:
Ka = x^2 / 0.1
4. Подставим известное значение Ka и решим уравнение:
7.4 × 10^(-10) = x^2 / 0.1
x^2 = 7.4 × 10^(-10) × 0.1
x^2 = 7.4 × 10^(-11)
x = √(7.4 × 10^(-11))
x ≈ 8.6 × 10^(-6)
Таким образом, [H3O^+] ≈ 8.6 × 10^(-6) моль/л.
5. Найдем pH:
pH = -log10([H3O^+])
pH = -log10(8.6 × 10^(-6))
pH ≈ 5.06
Ответ:
Концентрация ионов водорода [H+] ≈ 8.6 × 10^(-6) моль/л. pH раствора ≈ 5.06.