На основании расчетов объясните различие в значениях рН 0.01 М растворов: а) HNO3 и HNO2; б) NaOH и NH4OH. Напишите уравнения диссоциации указанных электролитов.

Различие в значениях pH объясняется тем, что HNO₃ и NaOH — сильные электролиты, они практически полностью диссоциируют в воде, а HNO₂ и NH₄OH — слабые электролиты, они диссоциируют лишь частично. Поэтому при одинаковой молярной концентрации 0,01 М концентрации ионов H⁺ или OH⁻ в растворах будут разными.

а) 0,01 М растворы HNO₃ и HNO₂

Азотная кислота HNO₃

HNO₃ — сильная кислота, поэтому в воде она практически полностью распадается на ионы:

Концентрация кислоты:

Так как кислота сильная, то:

Тогда:

То есть для 0,01 М раствора HNO₃:

Азотистая кислота HNO₂

HNO₂ — слабая кислота. Она диссоциирует обратимо и не полностью:

Для слабой кислоты концентрация ионов водорода рассчитывается с учетом константы диссоциации. Для HNO₂:

Пусть степень диссоциации кислоты мала, тогда приближенно:

Подставим значения:

Тогда:

Более точный расчет дает примерно:

Таким образом, 0,01 М раствор HNO₂ имеет pH больше, чем раствор HNO₃ той же концентрации:

Это означает, что раствор HNO₂ менее кислый, потому что HNO₂ диссоциирует не полностью и образует меньше ионов H⁺.

б) 0,01 М растворы NaOH и NH₄OH

Гидроксид натрия NaOH

NaOH — сильное основание, поэтому полностью диссоциирует в воде:

Концентрация раствора:

Так как NaOH полностью диссоциирует:

Сначала найдем pOH:

При комнатной температуре:

Следовательно:

То есть:

Гидроксид аммония NH₄OH

NH₄OH — слабое основание. Оно диссоциирует обратимо и лишь частично:

Для слабого основания используют константу диссоциации основания:

Пусть концентрация NH₄OH равна: