Условие электронейтральности

Условие электронейтральности означает, что в единице объема сумма положительных зарядов равна сумме отрицательных зарядов, т. е. в общем виде

ПРИМЕР 6. Составьте уравнение электронейтральности для водного раствора нитрата калия.

Решение. В водном растворе нитрата калия имеются ионы К⁺, NО₃^- и ионы Н₃О⁺ и ОН^-, образующиеся при диссоциации воды. Уравнение электронейтральности поэтому следует записать так:

[К⁺] + [Н₃О⁺] = [NO₃^-] + [ОН^-]

ПРИМЕР 7. Составьте уравнение электронейтральности для водного раствора хлорида бария.

Решение. Здесь следует учесть, что в растворе присутствуют одно- и двухзарядные ионы. Это приводит к необходимости удвоения концентрации двухзарядного иона для соблюдения баланса зарядов, поскольку при диссоциации хлорида бария хлорид-ионов образуется в два раза больше, чем ионов бария. Итак,

2[Ва²⁺] + [Н₃О⁺] = [Cl^-] + [ОН^-]

ПРИМЕР 8. Рассчитайте равновесную концентрацию карбонат-иона в 1.25·10^{-3 М растворе угольной кислоты при рН 6.00.}

Решение. Запишем уравнение материального баланса для раствора угольной кислоты:

C(CO₃) = [Н₂СО₃] + [НСО₃^-] + [СО₃^2-]

Выразим равновесные концентрации гидрокарбонат-иона и угольной кислоты через искомую концентрацию карбонат-иона, воспользовавшись для этого выражениями для констант кислотности угольной кислоты, и подставим в уравнение материального баланса

Существует два способа решения задачи при установлении в растворе более чем одного равновесия.

Первый способ предполагает следующий ход решения: после написания всех возможных для данной системы химических реакций, уравнений материального баланса и электронейтральности устанавливают, соответствует ли число неизвестных величин в уравнениях числу независимых уравнений. Если да, то решение системы уравнений затруднений вызвать не должно. И противном случае однозначное решение получить невозможно. Надо сократить число неизвестных, сделав ряд допущений. После получения приближенного решения рекомендуется проверить правомочность сделанных допущений.

По второму способу следует выделить доминирующее равновесие и уравнение материального баланса составить только с учетом этого равновесия. Например, при вычислении рН раствора соляной кислоты нужно написать два уравнения:

НСl + Н₂О ↔ Н₃О⁺ + Cl^-

2Н₂О ↔ Н₃О⁺ + ОН^-

В не очень разбавленных растворах доминирует первое равновесие, поскольку диссоциацией воды можно пренебречь.

В данном пособии используется, как правило, второй способ.

Дата добавления: 2015-01-03