Определите рН раствора слабого основания МОН (КД = 10³) с концентрацией 0.01 моль/л.

Чтобы решить задачу о определении рН раствора слабого основания, давайте разобьем решение на несколько шагов. ### Шаг 1: Понимание термина **Слабое основание** — это соединение, которое не полностью диссоциирует в растворе. В случае вашего основания, обозначенного как МОН (предположим, что это унитарное основание, например, гидроксид меди (II), где М обозначает металл), оно будет диссоциировать по следующему уравнению: \[ \text{МОН} \rightleftharpoons \text{М}^+ + \text{ОН}^- \] ### Шаг 2: Использование константы диссоциации Дали вам значение константы диссоциации (КД) для слабого основания, которое равно \( 10^{-3} \). ### Шаг 3: Запись уравнения равновесия При диссоциации основания в растворе можно записать выражение для константы диссоциации: \[ K_b = \frac{[\text{М}^+][\text{ОН}^-]}{[\text{МОН}]} \] Пусть \( x \) — это концентрация ионов \( \text{ОН}^- \), получающихся при диссоциации. Тогда на начальном этапе, когда мы добавили 0.01 моль/л основания, будет: - Концентрация \( [\text{МОН}] \) в начале: \( 0.01 \) моль/л. - Концентрация \( [\text{М}^+] \) в начале: \( 0 \). - Концентрация \( [\text{ОН}^-] \) в начале: \( 0 \). После диссоциации: - Концентрация \( [\text{МОН}] \): \( 0.01 - x \) - Концентрация \( [\text{М}^+] \): \( x \) - Концентрация \( [\text{ОН}^-] \): \( x \) ### Шаг 4: Подстановка в равновесную формулу Подставим значения в уравнение для константы диссоциации: \[ K_b = \frac{x \cdot x}{0.01 - x} \approxeq \frac{x^2}{0.01} \] Поскольку \( K_b \) мал, можно пренебречь \( x \) в \( 0.01 - x \) и упростить уравнение: \[ K_b = \frac{x^2}{0.01} \] ### Шаг 5: Решение уравнения Теперь подставляем значение \( K_b = 10^{-3} \): \[ 10^{-3} = \frac{x^2}{0.01} \] Умножим обе стороны уравнения на 0.01: \[ 10^{-3} \cdot 0.01 = x^2 \] \[ 10^{-5} = x^2 \] Теперь находим \( x \): \[ x = \sqrt{10^{-5}} = 10^{-2.5} \approx 0.00316 \text{ моль/л} \] ### Шаг 6: Нахождение рН Теперь мы нашли концентрацию ионов гидроксида \( \text{ОН}^- \). Используем ее для нахождения рН: Сначала вычисляем \( pOH \): \[ pOH = -\log[\text{ОН}^-] = -\log(0.00316) \approx 2.5 \] Теперь мы можем получить рН: \[ pH + pOH = 14 \] Следовательно: \[ pH = 14 - pOH = 14 - 2.5 = 11.5 \] ### Ответ **рН раствора слабого основания МОН с концентрацией 0.01 моль/л составляет примерно 11.5.**