Вычислить константу, степень и рН гидролиза в 0,01 М растворе Na2CO3.

Для расчёта константы гидролиза, степени гидролиза и pH 0,01 М раствора Na₂CO₃ воспользуемся основами химии растворов солей. Рассмотрим этот процесс поэтапно.

1. Химическая природа соли Na₂CO₃

Na₂CO₃ — это соль, образованная сильным основанием (NaOH) и слабой кислотой (H₂CO₃). При растворении соли в воде образуются ионы:

Гидролиз будет происходить по аниону $\text{CO}_3^{2-}$, так как он является слабым основанием. Реакция гидролиза выглядит следующим образом:

Таким образом, раствор Na₂CO₃ будет иметь щелочную реакцию.

2. Вычисление константы гидролиза ($K_h$)

Для определения константы гидролиза используем выражение:

где:

• $K_w$ — ионное произведение воды ($10^{-14}$ при 25°C),
• $K_b$ — константа основности для иона $\text{CO}_3^{2-}$.

Константу $K_b$ можно выразить через константы диссоциации угольной кислоты ($K_{a1}$ и $K_{a2}$):

где $K_{a2} \approx 4{,}8 \cdot 10^{-11}$ — константа второй ступени диссоциации H₂CO₃.

Тогда:

Следовательно:

3. Степень гидролиза ($\alpha$)

Степень гидролиза можно найти по формуле:

где:

• $C = 0{,}01 \, \text{М}$ — концентрация раствора Na₂CO₃,
• $K_h = 4{,}8 \cdot 10^{-11}$.

Подставляем значения:

4. Вычисление pH

При гидролизе образуются ионы $\text{OH}^-$, и их концентрацию ($[\text{OH}^-]$) можно определить как:

Подставляем значения:

Теперь находим pOH: