Определить константу диссоциации и pH для 0,5 нормального раствора азотной кислоты (HNO₃), если степень диссоциации равна 10 %.

Решение задачи

Решим задачу, используя закон разбавления Оствальда в его приближенном варианте, который выражается формулой:

где:

α – степень диссоциации;

K – константа диссоциации;

C– молярная концентрация электролита.

Найдем молярную концентрацию раствора азотной кислоты (HNO₃) по формуле, устанавливающей связь между нормальной и молярной концентрацией:

Где:

N – нормальная концентрация;

M – молярная концентрация;

z – число эквивалентности.

Откуда молярная концентрация равна:

Учитывая, что число эквивалентности азотной кислоты (HNO₃) равно 1 (число атомов водорода в молекуле кислоты), рассчитаем молярную концентрацию раствора азотной кислоты (HNO₃):

M (HNO₃) = 0,5 (моль/л).

Определим константу диссоциации азотной кислоты (HNO₃):

Степень диссоциации переводим из процентов в доли единицы.

Запишем уравнение диссоциации азотной кислоты (HNO₃):

Учитывая, что раствор азотной кислоты (HNO₃) 0,5 M, по уравнению диссоциации вычислим, сколько моль ионов водорода H+ образуется при полной диссоциации 0,5  моль азотной кислоты (HNO₃):

при диссоциации 1  моль HNO₃ образуется 1 моль  ионов H+

при диссоциации 0,5  моль HNO₃ образуется  моль ионов H+

Откуда:

Напомню, молярная концентрация – число молей вещества содержащегося в единице объема раствора.

Следовательно, концентрация ионов водорода равна:

[H+] = 0,5 (моль/л).

Вычислим pH раствора по формуле:

Водородный показатель (pH) раствора численно равен отрицательному десятичному логарифму концентрации ионов водорода в этом растворе.

Получаем:

pH = — lg 0,5 = 0,3

Ответ:

константа диссоциации азотной кислоты равна 5,6 ⋅ 10^-3;

рН раствора азотной кислоты 0,3.