Каков будет значения pH водного раствора гидразина N2H4 с концентрацией 0,093 моль/л? (Известно, что Кисп = 1,2·10-6

Для решения данной задачи нам понадобится использовать понятие константы ионизации кислоты, обозначенное как \(K_a\). В данном случае у нас не кислота, а основание, поэтому мы будем использовать константу ионизации основания, обозначаемую как \(K_b\).

Для основания гидразина N2H4 мы знаем, что \(K_b\) равна \(1,2 \times 10^{-6}\).

Константа \(K_b\) определяет степень диссоциации основания в растворе. Чем больше значение \(K_b\), тем сильнее основание, и тем выше будет его значение pH.

Задача заключается в определении значения pH раствора гидразина с концентрацией 0,093 моль/л.

Шаг 1: Найти концентрацию гидроксидных ионов (OH-) в растворе.

Так как гидразин N2H4 является полноценным основанием, то он расщепляется на ионы гидроксида (OH-).
Пусть ионизировалось x моль гидразина N2H4:
\[N2H4 \xrightarrow{} 2OH- + N2H3-\]

Теперь мы можем построить таблицу для определения концентраций:
\begin{tabular}{|c|c|c|c|} \hline
Вещество & N2H4 & OH- & N2H3- \\ \hline
Начальная концентрация (моль/л) & 0,093 & 0 & 0 \\ \hline
Изменение концентрации (моль/л) & -x & +2x & +x \\ \hline
Конечная концентрация (моль/л) & 0,093 - x & 2x & x \\ \hline
\end{tabular}

Так как основание N2H4 диссоциирует полностью, конечная концентрация гидразина будет равна 0, т.е. \(0,093 - x = 0\).
Решим это уравнение:
\[x = 0,093\]

Шаг 2: Определить концентрацию гидроксидных ионов (OH-) в растворе.

Мы видим, что концентрация гидроксидных ионов (OH-) в растворе составляет 2x. Подставив значение x, мы можем найти концентрацию гидроксидных ионов:
\[2x = 2 \times 0,093 = 0,186 \, моль/л\]

Шаг 3: Вычислить значение pOH.

pOH можно найти, используя логарифмирование обратного значения концентрации гидроксидных ионов (OH-):
\[pOH = -\log[OH-] = -\log(0,186) = 0,73\]

Шаг 4: Найти значение pH.

Так как pH и pOH всегда в сумме дают 14, мы можем вычислить значение pH:
\[pH = 14 - pOH = 14 - 0,73 = 13,27\]

Итак, значение pH водного раствора гидразина с концентрацией 0,093 моль/л составляет 13,27.