Question

Вычислить pH и pOH в растворе азотной кислоты с C(HNO3)=0,01моль/л

Answer 1

HNO3+H2O=H3O(+)+NO3(-)
cHNO3=cH3O(+)=cH(+)=0.01
pH=-lg[H(+)]=-lg(0.01)=2
pOH=14-2=12

Answer 2

Для вычисления pH и pOH раствора азотной кислоты, нам нужно использовать диссоциационные константы кислоты. Диссоциация азотной кислоты (HNO3) происходит по уравнению:

HNO3 ⇌ H+ + NO3-

Константа равновесия для данной реакции обозначается как Ka.

Так как у нас задана начальная концентрация азотной кислоты, мы можем предположить, что концентрация H+ и NO3- после диссоциации будет равна х (моль/л), а концентрация HNO3 уменьшится на х (так как одна молекула HNO3 диссоциирует на одну молекулу H+ и одну молекулу NO3-).

Таблица изменений концентрации:

HNO3	⇌	H+ + NO3-
0.01
-x		+x
0.01-x		x

Так как значение x будет маленьким по сравнению с начальной концентрацией HNO3 (0.01), можно пренебречь его влиянием на начальную концентрацию HNO3, и просто считать, что после диссоциации концентрация HNO3 станет равной 0.01 - x.

Теперь, чтобы найти значение х, мы можем использовать начальную концентрацию азотной кислоты (0.01 моль/л) и выражение для Ka (константы диссоциации кислоты):

Ka = [H+][NO3-] / [HNO3]

Значение Ka для азотной кислоты составляет около 24.3 (по справочным данным).

Подставим известные значения:

24.3 = x^2 / (0.01 - x)

Поскольку х мало по сравнению с 0.01, можно сделать упрощение:

24.3 ≈ x^2 / 0.01

Теперь решим уравнение относительно х:

x^2 = 24.3 * 0.01 x^2 = 0.243 x ≈ √0.243 x ≈ 0.493

Теперь, когда мы знаем, что концентрация ионов H+ равна примерно 0.493 моль/л, мы можем вычислить pH:

pH = -log[H+] pH = -log(0.493) pH ≈ -(-0.307) (логарифм считаем с отрицательным знаком) pH ≈ 0.307

Теперь, чтобы найти pOH, используем следующее уравнение:

pH + pOH = 14

pOH = 14 - pH pOH = 14 - 0.307 pOH ≈ 13.693

Итак, в растворе азотной кислоты с концентрацией C(HNO3) = 0.01 моль/л, pH ≈ 0.307, а pOH ≈ 13.693.