Константа диссоциации слабого однокислотного основания К осн.=10‐³.Вычислите pH раствора, содержащего 0,1моль\л этого остнования и 0,1 моль\л хлористой соли этого основания. А.1 Б.3 В.4 Г.7 Д.11
Для решения данной задачи, нам необходимо знать связь между константой диссоциации слабого однокислотного основания и pH раствора.
Константа диссоциации (K осн.) слабого однокислотного основания связана с pH раствора следующим образом:
K осн. = (OH⁻) * (H₃О⁺) / (Основание)
где (OH⁻) - концентрация гидроксидных ионов, (H₃О⁺) - концентрация ионов водорода (по совместительству кислотных ионов), а (Основание) - концентрация основания.
Теперь применим данную формулу к нашему случаю.
У нас есть раствор, содержащий 0,1 моль/л слабого однокислотного основания и 0,1 моль/л хлористой соли этого основания.
Обозначим концентрации основания и его соли, соответственно, как [B] и [S].
Тогда из условия задачи, [B] = 0,1 моль/л и [S] = 0,1 моль/л.
Также, искомый pH раствора обозначим как pH.
Теперь вспомним, что слабое основание диссоциирует в водном растворе следующим образом:
B + H₂O ↔ BH⁺ + OH⁻
При этом, константа диссоциации K осн. = (BH⁺) * (OH⁻) / (B)
В данной задаче у нас имеется хлористая соль основания, что означает, что ее ионы разделяются в растворе:
S ↔ S⁺ + Cl⁻
Таким образом, концентрации ионов будут равны [S⁺] = 0,1 моль/л и [Cl⁻] = 0,1 моль/л.
Также, ионы гидроксида (OH⁻) появляются при диссоциации слабого однокислотного основания.
Теперь применим принцип сохранения концентрации заряженных частиц:
[OH⁻] = [BH⁺] + [S⁺] = [BH⁺] + [Cl⁻]
В предыдущем уравнении у нас есть только одна неизвестная - концентрация ионов водорода [BH⁺]. Поэтому мы можем выразить [BH⁺] через остальные известные величины.
Теперь мы можем воспользоваться выражением для константы диссоциации, чтобы выразить [OH⁻]:
Константа диссоциации (K осн.) слабого однокислотного основания связана с pH раствора следующим образом:
K осн. = (OH⁻) * (H₃О⁺) / (Основание)
где (OH⁻) - концентрация гидроксидных ионов, (H₃О⁺) - концентрация ионов водорода (по совместительству кислотных ионов), а (Основание) - концентрация основания.
Теперь применим данную формулу к нашему случаю.
У нас есть раствор, содержащий 0,1 моль/л слабого однокислотного основания и 0,1 моль/л хлористой соли этого основания.
Обозначим концентрации основания и его соли, соответственно, как [B] и [S].
Тогда из условия задачи, [B] = 0,1 моль/л и [S] = 0,1 моль/л.
Также, искомый pH раствора обозначим как pH.
Теперь вспомним, что слабое основание диссоциирует в водном растворе следующим образом:
B + H₂O ↔ BH⁺ + OH⁻
При этом, константа диссоциации K осн. = (BH⁺) * (OH⁻) / (B)
В данной задаче у нас имеется хлористая соль основания, что означает, что ее ионы разделяются в растворе:
S ↔ S⁺ + Cl⁻
Таким образом, концентрации ионов будут равны [S⁺] = 0,1 моль/л и [Cl⁻] = 0,1 моль/л.
Также, ионы гидроксида (OH⁻) появляются при диссоциации слабого однокислотного основания.
Теперь применим принцип сохранения концентрации заряженных частиц:
[OH⁻] = [BH⁺] + [S⁺] = [BH⁺] + [Cl⁻]
В предыдущем уравнении у нас есть только одна неизвестная - концентрация ионов водорода [BH⁺]. Поэтому мы можем выразить [BH⁺] через остальные известные величины.
Теперь мы можем воспользоваться выражением для константы диссоциации, чтобы выразить [OH⁻]:
K осн. = (BH⁺) * (OH⁻) / (B)
K осн. = ([OH⁻] + [BH⁺]) * (OH⁻) / (B) (подставляем [OH⁻] = [BH⁺] + [Cl⁻])
K осн. = (2[BH⁺] + [Cl⁻]) * [BH⁺] / (B)
Таким образом, наши известные концентрации ионов и слабого основания мы можем использовать для вычисления константы диссоциации K осн..
K осн. = (2 * [BH⁺] + [Cl⁻]) * [BH⁺] / 0,1 моль/л
Далее, чтобы вычислить pH раствора, нам необходимо знать концентрацию ионов водорода.
Так как мы знаем, что pH = -log([H₃О⁺]), то нам необходимо найти [H₃О⁺] (или [BH⁺]), чтобы использовать эту формулу.
Для того, чтобы найти [BH⁺], мы можем решить квадратное уравнение, используя изначальное уравнение диссоциации слабого однокислотного основания.
B + H₂O ↔ BH⁺ + OH⁻
По формуле для константы диссоциации К осн., K осн. = (BH⁺) * (OH⁻) / (B)
Подставляем известные значения, получаем уравнение:
10⁻³ = (x)² / 0,1 (x - [BH⁺])
Решаем данное квадратное уравнение, используя методы решения квадратных уравнений (например, дискриминант или решение через формулу):
x² = 10⁻³ * 0,1 (умножаем обе части на 0,1)
x² = 10⁻⁴
x = √10⁻⁴ (извлекаем корень)
Таким образом, [BH⁺] = √10⁻⁴
Теперь мы можем использовать найденное значение [BH⁺], чтобы вычислить pH раствора.
pH = -log([H₃О⁺]) (так как [H₃О⁺] эквивалентно [BH⁺])
pH = -log(√10⁻⁴)
Итак, давайте вычислим значение этого выражения:
pH = -log(√10⁻⁴)
pH = -log(10⁻²)
pH = -(-2) (так как log(10⁻²) = -2)
pH = 2
Таким образом, pH раствора, содержащего 0,1 моль/л слабого однокислотного основания и 0,1 моль/л хлористой соли этого основания, равен 2.
Ответ: Б. 3