1- Какова молярная концентрация ионов Ca^2+ в насыщенном растворе CaSO4, если произведение растворимости этой соли

Александра

34

Решим каждую задачу по порядку:

1. Для определения молярной концентрации ионов Ca^2+ в насыщенном растворе CaSO4, мы можем использовать произведение растворимости (Ksp) этой соли.

Произведение растворимости (Ksp) выражается следующим образом:
\[Ksp = [Ca^{2+}][SO4^{2-}]\]

Мы знаем, что ион Ca^2+ образуется в двух эквивалентах, поэтому можем предположить, что его концентрация составляет \(2x\) (где \(x\) - неизвестная молярная концентрация). Ион SO4^{2-} также образуется в двух эквивалентах, поэтому его концентрация будет равна \(2x\).

Теперь мы можем записать уравнение для Ksp:
\[Ksp = (2x)(2x) = 4x^2 = 2.4 \cdot 10^{-5}\]

Поскольку мы ищем молярную концентрацию иона Ca^2+, мы можем записать его концентрацию в виде \([Ca^{2+}] = 2x\). Теперь мы можем решить уравнение для \(x\):
\[4x^2 = 2.4 \cdot 10^{-5}\]
\[x^2 = \frac{2.4 \cdot 10^{-5}}{4}\]
\[x^2 = 6 \cdot 10^{-6}\]
\[x = \sqrt{6 \cdot 10^{-6}}\]
\[x \approx 2.45 \cdot 10^{-3} \, M\]

Таким образом, молярная концентрация ионов Ca^2+ в насыщенном растворе CaSO4 составляет примерно \(2.45 \cdot 10^{-3} \, M\).

2. Для определения pH и концентрации [H+] растворов, когда дана концентрация [OH-], мы будем использовать ионизацию воды.

Вода, в присутствии веществ с различными pH, ионизируется на ионы H+ и OH-. Ионизация воды можно записать следующим образом:
\[2H2O \leftrightarrow H3O+ + OH-\]

Константа ионизации воды (Kw) определяется как произведение концентрации ионов H3O+ на концентрацию ионов OH-:
\[Kw = [H3O+][OH-]\]

Так как дана концентрация [OH-] в первом случае (равна 3.4 \cdot 10^{-1}), мы можем использовать данное уравнение, чтобы найти концентрацию [H3O+] и pH. Рассмотрим предположение, что концентрация [OH-] равна \(x\) (где \(x\) - неизвестная концентрация).

Теперь мы можем записать уравнение для Kw:
\[Kw = (3.4 \cdot 10^{-1})(x) = 1.0 \cdot 10^{-14}\]

Решим это уравнение для \(x\):
\[3.4 \cdot 10^{-1}x = 1.0 \cdot 10^{-14}\]
\[x = \frac{1.0 \cdot 10^{-14}}{3.4 \cdot 10^{-1}}\]
\[x \approx 2.94 \cdot 10^{-14} \, M\]

Теперь найдем [H3O+] и pH:
\[pH = -\log[H3O+]\]
\[pH = -\log(2.94 \cdot 10^{-14})\]
\[pH \approx 13.53\]
\[[H3O+] = 2.94 \cdot 10^{-14} \, M\]

Таким образом, pH раствора составляет примерно 13.53, а концентрация [H3O+] равна \(2.94 \cdot 10^{-14} \, M\).

3. Напишем электролитические уравнения для каждого из веществ:

а) (NH4)2CO3:
(NH4)2CO3 -> 2NH4+ + CO3^{2-}

б) H3AsO4:
H3AsO4 -> 3H+ + AsO4^{3-}

в) Fe(OH)2Br:
Fe(OH)2Br -> Fe^{2+} + 2OH- + Br-

Надеюсь, эти объяснения помогут вам лучше понять данные задачи! Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать.