Рассчитайте ионную силу раствора, содержащей по 0.01 моль бария нитрата, кальция нитрата и азотноой кислоты
Ионная сила раствора (\(I\)) рассчитывается с использованием формулы:
\[ I = \frac{1}{2} \sum c_i z_i^2 \]
где \(c_i\) — концентрация каждого иона в молях на литр, а \(z_i\) — заряд каждого иона.
Ваша смесь включает барий нитрат (\(Ba(NO_3)_2\)), кальций нитрат (\(Ca(NO_3)_2\)) и азотную кислоту (\(HNO_3\)).
Барий нитрат (\(Ba(NO_3)_2\)) диссоциирует на 1 ион \(Ba^{2+}\) и 2 иона \(NO_3^{-}\):
- \(c_{Ba^{2+}} = 0.01\) моль/л.
- \(c_{NO_3^{-}} = 2 \times 0.01 = 0.02\) моль/л.
Кальций нитрат (\(Ca(NO_3)_2\)) диссоциирует на 1 ион \(Ca^{2+}\) и 2 иона \(NO_3^{-}\):
- \(c_{Ca^{2+}} = 0.01\) моль/л.
- \(c_{NO_3^{-}} = 2 \times 0.01 = 0.02\) моль/л (плюс уже имеющиеся 0.02 моль/л от бария).
Азотная кислота (\(HNO_3\)) диссоциирует на 1 ион \(H^{+}\) и 1 ион \(NO_3^{-}\):
- \(c_{H^{+}} = 0.01\) моль/л.
- \(c_{NO_3^{-}} = 0.01\) моль/л (плюс уже имеющиеся 0.04 моль/л от нитратов).
Теперь перечислим все ионы и их концентрации:
- \(Ba^{2+}\): \(0.01\) моль/л, \(z = 2\)
- \(Ca^{2+}\): \(0.01\) моль/л, \(z = 2\)
- \(NO_3^{-}\): \(0.04\) моль/л, \(z = -1\)
- \(H^{+}\): \(0.01\) моль/л, \(z = +1\)
Теперь подставим значения в формулу для расчёта ионной силы:
\[ I = \frac{1}{2} \left( c_{Ba^{2+}} z_{Ba^{2+}}^2 + c_{Ca^{2+}} z_{Ca^{2+}}^2 + c_{NO_3^{-}} z_{NO_3^{-}}^2 + c_{H^{+}} z_{H^{+}}^2 \right) \]
Подставим значения:
\[ I = \frac{1}{2} \left( 0.01 \cdot 2^2 + 0.01 \cdot 2^2 + 0.04 \cdot (-1)^2 + 0.01 \cdot 1^2 \right) \]
Вычислим:
\[ I = \frac{1}{2} \left( 0.01 \cdot 4 + 0.01 \cdot 4 + 0.04 \cdot 1 + 0.01 \cdot 1 \right) \]
\[ I = \frac{1}{2} (0.04 + 0.04 + 0.04 + 0.01) \]
\[ I = \frac{1}{2} (0.13) = 0.065 \]
Ионная сила раствора составляет \(0.065\) моль/л.
