38828 skanuj0068 (15)

432 5. Równowagi jonom* w ro/cicńczonych roztworach wodnych

co oznacza, że relacja (3.8) zoslola prawidłowo przyjęta. Po podstawieniu wyników liczbowych do równania bilansu ładunków otrzymuje się:

lewa strona bilansu L-c . +c,_Irt. = l,0310“³ + 9,71-10"¹² -1.03-10"³

NII4 lljO

prawa strona bilansu P=c„_ = 1,03-10"\

Utl

a więc L=P, co potwierdza, że w obliczeniach można było pominąć stężenie jonów oksoniowych.

Odpowiedź

Skład równowagowy wodnego roztworu amoniaku o stężeniu c = 6,0-10"² moi/dm³ jest następujący:

c_Hj0 - 55,34 mol/dm³, c_Nllj =5,90*10“² mol/dm³, c^. = 1,03*10^-5 mol/dm⁵, c . - 1,03-10'³ mol/dm³, c„ = 9,71-10"¹² mol/dm³.

MI4    H)U

Ponieważ amoniak w roztworze wodnym ulega reakcji protolizy w niewielkim stopniu (Ki, ■ 1,8- KT⁵), a jego stężenie formalne w roztworze jest dość duże c - 0,06 mol/dm³, można założyć, że stężenie formy niezdysocjowanej amoniaku Jest znacznie większe od zdysocjowanej.

UPROSZCZONY MODEL MATEMATYCZNY II Uproszczenie modelu

Zakładając, że

^NH» __

W ten sposób otrzymuje się uproszczony model matematyczny II, który stanowi

(3.18)

(3.19)

układ równań (3.3), (3.4), (3.9), (3.19). Po podstawieniu zależności (3.9) oraz

(3.19) do równania (3.3) otrzymuje się:

(3.20)

Stąd stężenie jonów wodorotlenkowych wynosi:

Drugi pierwiastek równania odrzuca się (c_QH- < 0). Dalszy tok obliczeń jest taki sam jak w modelu I.

Obliczenia

Po podstawieniu danych liczbowych otrzymuje się:

c = ->/l ,8 ■ 10^_s 0,06 = 1,04'10° H!2ł

dm

Natomiast stężenia pozostałych składników roztworu obliczone z zależności (3.16), (3.14), (3.17) wynoszą:

mol

dm⁵

mol

dm*

mol

dm³

_0lffll-5.90-10-¹

o_wu. -1,00-10-*

WERYFIKACJA ZAŁOŻENIA UPRASZCZAJĄCEGO Wysoka wartość stosunku:

Cmh, _ 5,90-10~^ł

⁵⁵

oznacza słuszność przyjętego uproszczenia (3.18). Po podstawieniu uzyskanych wyników do wyjściowego równania bilansu ładunków (3.6) otrzymuje się: lewa strona bilansu L"9,61I(T^,2+ 1,00-iOT¹ - 1,00-10"³, prawa strona bilansu P ■ 1,04-10^-3.

Względny błąd obliczeń:

_^_-4,ooio;³__

Uproszczenie (3.18) motna stosować w przypadkach, gdy stężenie formy zdysocjowanej nie przekracza 5% stężenia formalnego elektrolitu.

Przykład 4

Obliczyć stopień protolizy kwasu azotowego(IU) (HNOj) w roztworze o stężeniu: a) c “ 0,5 mol/dm³.