Ответ: степень ионизации гликолевой кислоты 5,44×10–2.

Задача № 11

Рассчитайте общую кислотность раствора уксусной кислоты, если рН раствора равен 4,76. рK(СН₃СООН) = 4,76.

Решение:

Кислотные свойства растворов обусловлены присутствием в растворах гидратированных ионов водорода Н₃О⁺. Значение концентрации ионов водорода соответствует активной кислотности раствора. Недиссоциированная кислота в растворе составляет его потенциальную кислотность. Сумма активной и потенциальной кислотности представляет собой общую кислотность.

Общая кислотность определяется титрованием щелочью и называется также титруемой или аналитической кислотностью. Активная кислотность измеряется колориметрическим или потенциометрическим методами, потенциальная кислотность определяется по разности общей и активной кислотности. Измеряются все виды кислотностей в моль/л.

СН₃СООН + Н₂О ((;(( СН₃СОО^– + Н₃О⁺

; [CH₃COO^–] = [H₃O⁺].

Так как СН₃СООН – слабая кислота, то можно допустить, что потенциальная кислотность [CH₃COOН] = с_общ,

тогда K_д(СН₃СООН)= .

[H₃O⁺] = Þ рН = (рК(СН₃СООН) - lgс_общ)

lgс_общ = рK(СН₃СООН) - 2рН = 4,76 - 2×4,76= -4,76;

с_общ = 1,75×10^–5 моль/л.

Ответ: общая кислотность уксусной кислоты 1,75×10–5 моль/л.

Задача № 12

Вычислите рН 0,03М раствора слабого однокислотного основания (В). K_в = 1,8∙10^–9.

Решение:

рН раствора слабого однокислотного основания рассчитывается по формуле:

рН = 14 – рK_в + lgс(В);

рK_в = –lgK_в = –lg1,810^–9 = 8,74;

рН = 14 – 8,74 +- lg0,03 = 8,11.

Ответ: рН = 8,11.

Задача № 13

Рассчитайте степень ионизации (диссоциации) в растворе с массовой долей аммиака 10% ( = 0,96 г/мл). рK_а(NH ) = 9,24.

Решение:

По закону разведения Оствальда степень ионизации слабых электролитов равна: ,

где K_b = константа ионизации слабого основания, с – молярная концентрация аммиака в растворе;

с = ;

рK_а + рK_b = 14;  рK_b = 14 – 9,24 = 4,76;

K_b = 10^–4,76 = 1,7410^–5 ;

.

Ответ: степень ионизации аммиака равна 2,5110^–3.

Задача № 14

Рассчитайте ионную силу раствора «Трисоль», применяемого в медицинской практике в качестве плазмозамещающего раствора, на основании его прописи: натрия хлорид – 0,5 г

калия хлорид – 0,1 г

натрия гидрокарбонат – 0,4 г

вода для инъекций до 100 мл.

Решение:

Ионная сила раствора (I) определяется как полусумма произведений концентраций каждого иона на квадрат его заряда:

I = .

Так как в состав плазмозамещающего раствора входят сильные электролиты, имеющие   1, то концентрацию ионов можно считать равной концентрации электролитов, величину которой определяем по формуле:

с(Х)= Þ с(NaCl) = = 0,085 моль/л;

с(КCl) = = 0,013 моль/л;

с(NaНСО₃) = = 0,048 моль/л;

I = (0,085×1²+0,085×1²+0,013×1²+0,013×1²+0,048×1²+0,048×1²) =

= 0,146 моль/л.

Для сравнения: ионная сила плазмы крови равна 0,15 моль/л.

Ответ: ионная сила раствора «Трисоль» равна 0,146 моль/л, что соответствует ионной силе плазмы крови.

Задача № 15

5%–10%-ный раствор хлорида кальция используется в качестве противоаллергического, противовоспалительного, гемостатического и дезинтоксикационного средства. Рассчитайте ионную силу и активность ионов кальция в его 5%-ном растворе (ρ = 1,0835 г/мл).

Решение:

Рассчитаем молярную концентрацию CaCl₂ в его 10%-ном растворе по формуле:

с(CaCl₂) = ;

с(CaCl₂) = = 0,488 моль/л;

CaCl₂ – сильный электролит, поэтому диссоциирует практически полностью и необратимо:

CaCl₂ = Са⁺² + 2Cl^–

с(Ca⁺²) = с(CaCl₂) = 0,488 моль/л;

с(Cl^–) = 2с(CaCl₂) = 0,976 моль/л.

Рассчитаем ионную силу раствора:

I = (с(Ca⁺²)×z²(Ca⁺²) + с(Cl^–)z²(Cl^–))

I = (0,488×2²+0,976×1²) = 1,464 моль/л.

lgg(Ca⁺²) = –0,509×z²(Ca⁺²)× ;

lgg(Ca⁺²) = –0,509×2²(Ca⁺²)× = –2,463;

g(Ca⁺²) = 10^–2,463 = 3,4410^–3;

а(Cа²⁺) = g(Ca⁺²)×c(Cа²⁺) = 3,4410^–3  0,488 = 1,6810^–3 моль/л.

Ответ: I = 1,464 моль/л; а(Cа²⁺) = 1,6810^–3 моль/л.

Задача № 16

Водный раствор с массовой долей сульфата меди(II) 1% (r = 1,009 г/мл) назначают в малых дозах для улучшения кроветворной функции. Вычислите активность ионов меди в таком растворе (Т = 298 К).

Решение:

а(Cu²⁺) = g×c(Cu²⁺).

Коэффициент активности g можно рассчитать по уравнению Дебая-Хюккеля: lgg = –0,51×z²× ,

где z – заряд иона, I – ионная сила раствора.

Ионная сила раствора I = [c(Cu²⁺) × z²(Cu²⁺) + c(SO ) × z²(SO )];

с(CuSO₄) = = 0,063 моль/л;

I = (0,063×2² + 0,063 × 2²)=0,252 моль/л;

lgg = –0,51 × 2² × = –1,02; g = 0,095;

а(Cu²⁺) = 0,095 × 0,063 = 0,006 моль/л.

Ответ: активность ионов меди 0,006 моль/л.