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.
