Определите конную силу раствора, содержащего в 1 л 0,01 моль NaSO и 0,01 моль
Al(SO4)з. Найдите активность ионов натрия Na* в этом растворе.

Ответы

Ответ дал: DK954

Дано:

n(Na₂SO₄) = 0,01 моль

n(Al₂(SO₄)₃) = 0,01 моль

V(р-ра) = 1 л

------------------------------------

Найти:

I - ? γ(Na⁺) - ?

Решение:

1) Для начала мы найдем молярный концентрации сульфата натрия и сульфата алюминия:

Cm(Na₂SO₄) = n(Na₂SO₄)/V(р-ра) = 0,01 моль / 1 л = 0,01 моль/л = 0,01 М

Cm(Al₂(SO₄)₃) = n(Al₂(SO₄)₃)/V(р-ра) = 0,01 моль / 1 л = 0,01 моль/л = 0,01 М

2) Теперь напишем формулу для нахождения ионной силы, но нам не известно концентраций всех ионов и их заряд, поэтому мы напишем их уравнений диссоциации, именно по этим мы определим концентрацию каждого иона и их заряд у 2-х веществ:

Na₂SO₄ ⇄ 2Na⁺ + SO₄²⁻ Al₂(SO₄)₃ ⇄ 2Al³⁺ + 3SO₄²⁻

1 моль 2 моль 1 моль 1 моль 2 моль 3 моль

0,01 М 0,02 М 0,01 М 0,01 М 0,02 М 0,03 М

z = 1 z = -2 z = 3 z = -2

Тогда:

[Na⁺] = 2Cm(Na₂SO₄) = 2 × 0,01 М = 0,02 М

[SO₄²⁻]₁ = Cm(Na₂SO₄) = 0,01 М

[Al³⁺] = 2Cm(Al₂(SO₄)₃) = 2 × 0,01 М = 0,02 М

[SO₄²⁻]₂ = 3Cm(Na₂SO₄) = 3 × 0,01 М = 0,03 М

[SO₄²⁻]общ. = [SO₄²⁻]₁ + [SO₄²⁻]₂ = 0,01 М + 0,03 М = 0,04 М

3) Теперь находим ионную силлу у 2-х веществ:

I = 1/2 × ([Na⁺] × z(Na⁺)² + [Al³⁺] × z(Al³⁺)² + [SO₄²⁻]общ. × z(SO₄²⁻)²) = 1/2 × (0,02 М × 1² + 0,02 М × 3² + 0,04 М × (-2)²) = 1/2 × (0,02 М × 1 + 0,02 М × 9 + 0,04 М × 4) = 1/2 × (0,02 М + 0,18 М + 0,16 М) = 1/2 × 0,36 М = 0,18 М

4) Далее находим средний коэффициент активности для ионна Na⁺ по формуле Дебая:

-lgγ(Na⁺) = (0,5z(Na⁺)²√I)/(1+√I) - 0,1z(Na⁺)²×I , так как (0,1 < I < 0,5 М)

-lgγ(Na⁺) = (0,5×1²×√(0,18))/(1+√(0,18)) - 0,1×1²×0,18 ≈ (0,5 × 1 × 0,424)/(1 + 0,424) - 0,1 × 1 × 0,18 ≈ (0,212)/(1,424) - 0,018 ≈ 0,149 - 0,018 ≈ 0,131

Тогда:

γ(Na⁺) = 10^(-0,131) ≈ 0,74

5) Теперь находим активность ионов натрия в этом растворе:

a(Na⁺) = γ(Na⁺) × [Na⁺] = 0,74 × 0,02 М = 0,0148 М ≈ 1,48×10⁻² М

Ответ: I = 0,18 М , a(Na⁺) = 1,48×10⁻² М

Решено от: $DK954$