Аналитическая химия помогите решить завтра зачёт пожалуйста

Рассчитать коэффициент активности протонов.
1. Рассчитаем концентрации кислот после смешивания:
• HNO₃:
o Начальное количество HNO₃: 0.01 моль/л * 0.02 л = 0.0002 моль
o Конечная концентрация HNO₃: 0.0002 моль / 0.05 л = 0.004 моль/л
• HCl:
o Начальное количество HCl: 0.05 моль/л * 0.03 л = 0.0015 моль
o Конечная концентрация HCl: 0.0015 моль / 0.05 л = 0.03 моль/л
2. Определим ионную силу раствора:
Ионная сила (I) раствора определяется по формуле:
*I = 1/2 * Σ(ci * zi²) *
где:
• ci - молярная концентрация i-го иона
• zi - заряд i-го иона
В нашем случае раствор содержит ионы H+, NO3– и Cl–. Учитывая, что кислоты диссоциируют практически полностью:
• [H+] = [NO3–] + [Cl–] = 0.004 моль/л + 0.03 моль/л = 0.034 моль/л
• [NO3–] = 0.004 моль/л
• [Cl–] = 0.03 моль/л
Подставляем значения в формулу ионной силы:
I = 1/2 * ((0.034 * 1²) + (0.004 * 1²) + (0.03 * 1²)) = 0.034 моль/л
3. Оценим коэффициент активности протонов:
Для оценки коэффициента активности можно воспользоваться предельным законом Дебая-Хюккеля (при условии, что ионная сила раствора достаточно мала, меньше 0.1 моль/л):
lg γ± = -0.509 * |z+ * z-| * √I
где:
• γ± - средний ионный коэффициент активности
• z+ - заряд катиона (в нашем случае H+, z+ = 1)
• z- - заряд аниона (в нашем случае NO3– и Cl–, z- = -1)
• I - ионная сила раствора
Подставляем значения:
lg γ± = -0.509 * |1 * (-1)| * √0.034 ≈ -0.093
Находим γ±:
γ± ≈ 10^(-0.093) ≈ 0.81
Ответ:
Коэффициент активности протонов (γH+) в данном растворе приблизительно равен 0.81.
Важно:
• Предельный закон Дебая-Хюккеля даёт хорошую оценку коэффициента активности только при низких ионных силах.
• Для более точных расчетов при высоких ионных силах необходимо использовать расширенное уравнение Дебая-Хюккеля или другие, более сложные модели.