skanuj0079 2

154 S. RAmiowajp jonowe w rołtteńczonycfa rołtworach wodnych

a uwzględniając równanie (7.16) otrzymuje się:

Po podstawieniu danych liczbowych otrzymuje się:

»*0 V 0,150    dm³

Wartość stężenia jonów oksoniowych obliczona według równań (7.20) 1 (7.27)^ różni się nieznacznie (błąd względny obliczeń 0,S%).

Przykład 8

-Obliczyć-stężenia równowagowe—wszystkich składników..w_roztworze *

siarczanu(IV) sodu o stężeniu c = 0,10 mol/dm¹, jeżeli wiadomo, że stałe protolizy kwasu siarkowcgo(IV) wynoszą K«i ■ 1,74*10“®, K*2 = 631-10“*, \ a iloczyn jonowy wody Kw " 1,0-10^-14.

MODEL STECHIOMETRYCZNY

Sól siarczan(IV) sodu jest elektrolitem mocnym i w roztworze wodnym dysocjuje w 100% na jony:

Na₂SOj -* 2Na⁺ + SOj^J*    (8.1) i

Siarczan(IV) jest słabą zasadą Brónsteda, która ulega protolizie stopniowo.

W roztworze ustalają się równowagi następujących reakcji:

SO|®“+HjO =7 HSOj" ♦ OłT    (8.2)

HSOf + HiO^H^SOj + Oir    (8.3)

Kntion sodu (Na*) nie wchodzi w reakcje następcze. W układzie ustala się jeszcze równowago autoprotoli/.y wody:

sor

(8.6)

Km =•

(8.5)

2Hi0**H,0⁺ + 0H"

(84)

Składniki roztworu: jony Na\ HjO*. HSOf, SOj³", OH", cząsteczki lljSO, iHiO

MODEL MATEMATYCZNY Opis równowagi

Równowagę reakcji (8.2) i (8.3) opisują stałe protolizy K_w i K*:

^cHjS0j ^,coir

HSOJ

Zgodnie z równaniem (7.8) pomiędzy stałymi protolizy sprzężonej pary kwaa-zasada istnieje ścisła zależność. Dla pary SO^3- (zasada) - HSOJ (kwas) można ją zapisać wzorem:

*■•>1 k- ’

a dla pary HSOJ (zasada) - H_aSOj (kwas) - wzorem: _    _ y =jSjE.

“k---

Równowagę reakcji (8.4) opisuje iloczyn jonowy wody :

^Kw-<V*^C«r

(8.7)

(88)

(8.9)

Bilans materiałowy

Kationy sodu tworzą się w reakcji (8.1). Stężenie jonów Na^ł, uwzględniając stechiometrię reakcji (8.1), wynosi:

—    ^cuf^=2c    (8.10).

Źródłem siarczanów(IV) jest w roztworze również reakcja (8.1). Powstałe jony SOj" ulegają następnie dwustopniowej protolizie tworząc wodorosiarczany^) i kwas siarkowy(IV). Dlatego:

(8.11)

(8.12)

'"W ^+CHSĄ- ⁺⁰H,SO,

Bilans ładunków. Zgodnie z równaniem (1):

•^fCM_ł0-"^CHScę⁺² ^^+C0H-