Каково значение pH раствора аммиака с концентрацией 0,05 моль/дм3, если константа ионизации аммиака равна 1,76 ∙ 10^–5?

Для решения данной задачи, нам необходимо использовать формулу для вычисления pH раствора, а именно:

\[pH = -\log[H^+]\]

где [H^+] обозначает концентрацию ионов водорода в растворе.

Теперь, для начала, вычислим концентрацию [H^+] для раствора аммиака. Процесс ионизации аммиака можно описать уравнением:

\[NH_3 + H_2O \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-\]

Константа равновесия этой реакции (константа ионизации аммиака) равна 1,76 ∙ 10^–5. Реакция является слабой основной, поэтому ионизация происходит в небольшом объеме.

В начале реакции, [NH_3] = 0,05 моль/дм^3, так как наше дано. Концентрация OH^- будет равна [OH^-] = x (так как ионы OH^- образуются в результате ионизации аммиака).

Используя константу равновесия, мы можем записать выражение:

\[K_{\text{ион}} = \frac{[\text{NH}_4^+][\text{OH}^-]}{[\text{NH}_3]} = 1,76 \cdot 10^{-5}\]

Поскольку ионы NH_4^+ и OH^- связаны водородной связью, концентрацию OH^- можно считать равной концентрации H^+, то есть [OH^-] ≈ [H^+].

Тогда, уравнение принимает вид:

\[\frac{x \cdot x}{0,05} = 1,76 \cdot 10^{-5}\]

\[x^2 = (1,76 \cdot 10^{-5}) \cdot 0,05\]

\[x^2 = 8,8 \cdot 10^{-7}\]

\[x = \sqrt{8,8 \cdot 10^{-7}}\]

\[x \approx 9,37 \cdot 10^{-4}\]

Таким образом, концентрация [H^+] составляет примерно 9,37 ∙ 10^–4 моль/дм^3.

Теперь можем вычислить pH, используя формулу:

\[pH = -\log[H^+] = -\log(9,37 \cdot 10^{-4})\]

\[pH \approx -(-3.03)\]

\[pH \approx 3,03\]

Значение pH раствора аммиака с концентрацией 0,05 моль/дм^3 составляет примерно 3,03.

Аналогичным образом, мы можем решить задачу для раствора азотистой кислоты.

Уравнение ионизации азотистой кислоты имеет вид:

\[HNO_2 \rightleftharpoons H^+ + NO_2^-\]

Константа ионизации азотистой кислоты равна 6,90 ∙ 10^–4.

Мы снова предполагаем, что [H^+] равно [NO_2^-] и обозначим их за x.

Используя константу ионизации, имеем:

\[6,90 \cdot 10^{-4} = \frac{x \cdot x}{0,01}\]

\[x^2 = (6,90 \cdot 10^{-4}) \cdot 0,01\]

\[x^2 = 6,9 \cdot 10^{-6}\]

\[x = \sqrt{6,9 \cdot 10^{-6}}\]

\[x \approx 8,31 \cdot 10^{-4}\]

Концентрация [H^+] равна примерно 8,31 ∙ 10^–4 моль/дм^3.

Теперь вычислим pH:

\[pH = -\log[H^+] = -\log(8,31 \cdot 10^{-4})\]

\[pH \approx -(-3,08)\]

\[pH \approx 3,08\]

Таким образом, значение pH раствора азотистой кислоты с концентрацией 0,01 моль/дм^3 составляет примерно 3,08.