Вычислите кислотность и щелочность 0,13 моль/л раствора гидроксида бария, если коэффициент активности равен 0,741

Определение предмета и раздела предмета

Задание относится к химии, а конкретно к разделу растворы, кислотно-щелочные свойства веществ (pH, pOH).

Объяснение

Необходимо вычислить кислотность (pH) и щелочность (pOH) 0,13 моль/л раствора гидроксида бария (Ba(OH)_2) с учетом того, что коэффициент активности равен 0,741. Гидроксид бария является сильным основанием, и его диссоциация в водном растворе идет полностью по следующему уравнению:

\[ \text{Ba(OH)}_2 \rightarrow \text{Ba}^{2+} + 2\text{OH}^- \]

Для каждого моля гидроксида бария образуется 2 моля ионов \(\text{OH}^-\). Это нужно учесть в расчетах.

Шаг 1: Рассчитаем концентрацию ионов \(\text{OH}^-\)

Исходная концентрация раствора гидроксида бария составляет 0,13 моль/л. Поскольку каждая молекула гидроксида бария образует 2 иона \(\text{OH}^-\), концентрация ионов \(\text{OH}^-\) в растворе будет в 2 раза больше:

\[ [\text{OH}^-] = 0,13 \, \text{моль/л} \times 2 = 0,26 \, \text{моль/л}. \]

Теперь учитываем коэффициент активности (\( \gamma = 0,741 \)):

\[ [\text{OH}^-_{\text{эфф}}] = [\text{OH}^-] \times \gamma = 0,26 \, \text{моль/л} \times 0,741 = 0,19266 \, \text{моль/л}. \]

Шаг 2: Найдем pOH — отрицательный десятичный логарифм от концентрации ионов \(\text{OH}^-\)

\[ \text{pOH} = -\log_{10} [\text{OH}^-] = -\log_{10} (0,19266) \approx 0,715. \]

Шаг 3: Найдем pH

Связь между \(\text{pH}\) и \(\text{pOH}\) в водных растворах поддерживается благодаря следующему соотношению:

\[ \text{pH} + \text{pOH} = 14. \]

Теперь можем вычислить pH:

\[ \text{pH} = 14 - \text{pOH} = 14 - 0,715 = 13,285. \]

Ответ

• \( \text{pH} \approx 13,29 \)
• \( \text{pOH} \approx 0,71 \)

Это указывает на то, что раствор гидроксида бария является сильно щелочным.