Как можно вычислить ионную силу и активность ионов в 0,1 N растворе Na2CO3, если в этом растворе также присутствует 0,1 M NaOH?

Химия Колледж Растворы электролитов и ионная сила ионная сила активность ионов 0,1 N раствор Na2CO3 0,1 M NaOH вычисление ионной силы химия растворов Новый

Для вычисления ионной силы и активности ионов в растворе, содержащем Na2CO3 и NaOH, необходимо следовать нескольким шагам. Давайте разберем их по порядку.

Шаг 1: Определение концентраций ионов в растворе

Раствор Na2CO3 диссоциирует на ионы следующим образом:

• Na2CO3 → 2 Na⁺ + CO3^2-

Таким образом, в 0,1 N растворе Na2CO3 мы получаем:

• Концентрация Na⁺ = 2 * 0,1 M = 0,2 M
• Концентрация CO3^2- = 0,1 M

Раствор NaOH диссоциирует на ионы следующим образом:

• NaOH → Na⁺ + OH^-

Таким образом, в 0,1 M растворе NaOH мы получаем:

• Концентрация Na⁺ = 0,1 M
• Концентрация OH^- = 0,1 M

Теперь суммируем концентрации ионов Na⁺:

• Общая концентрация Na⁺ = 0,2 M (из Na2CO3) + 0,1 M (из NaOH) = 0,3 M

Шаг 2: Определение ионной силы раствора

Ионная сила (I) раствора рассчитывается по формуле:

I = 0,5 * Σ(c_i * z_i²),

где c_i - концентрация ионов, z_i - заряд ионов.

В нашем случае:

• Для Na⁺: c = 0,3 M, z = +1 → 0,3 * (1)² = 0,3
• Для CO3^2-: c = 0,1 M, z = -2 → 0,1 * (2)² = 0,4
• Для OH^-: c = 0,1 M, z = -1 → 0,1 * (1)² = 0,1

Теперь подставляем значения в формулу:

I = 0,5 * (0,3 + 0,4 + 0,1) = 0,5 * 0,8 = 0,4 M.

Шаг 3: Определение активности ионов

Активность ионов можно оценить с помощью коэффициентов активности. Для простоты примем, что коэффициенты активности для ионов в данной ионной силе близки к 1. Однако, для более точных расчетов можно использовать таблицы или уравнения для расчета коэффициентов активности.

• Активность Na⁺ ≈ 0,3 * γ_Na+
• Активность CO3^2- ≈ 0,1 * γ_CO3^2-
• Активность OH^- ≈ 0,1 * γ_OH^-

Где γ - коэффициент активности, который можно найти в справочных материалах.

Таким образом, мы вычислили ионную силу и определили подход к вычислению активности ионов в растворе.