Даны 5 растворов кислот (HF, CH3COOH, HNO3, H2CO3, H3PO4) с одинаковой молочной концентрацией. В каком растворе будет наибольшая концентрация ионов H+

В данном случае, чтобы определить раствор с наибольшей концентрацией ионов H+, необходимо посмотреть на кислотности каждого из растворов.

Кислотность раствора зависит от того, насколько кислотные вещества полностью диссоциируют на ионы в водном растворе. Чем больше полная диссоциация кислоты, тем больше концентрация ионов H+.

Для каждой из кислот можно записать реакцию диссоциации:
1) HF → H+ + F-
2) CH3COOH → H+ + CH3COO-
3) HNO3 → H+ + NO3-
4) H2CO3 → H+ + HCO3-
5) H3PO4 → H+ + H2PO4-

Исходя из этих реакций, мы видим, что для полной диссоциации всех молекул кислоты в ионы H+, необходимо, чтобы в связи с подавлением обратной реакции концентрация продуктов диссоциации была как можно выше. Таким образом, самой кислотной будет являться кислота с самой большой постоянной диссоциации (или с наименьшим значением pKa).

Постоянная диссоциации k является мерой кислотности и определяется следующим образом:
k = [H+][A-]/[HA], где [H+], [A-] и [HA] - концентрации ионов H+, анионов и недиссоциированных молекул кислоты соответственно.

Приравняв k для каждой кислоты с одинаковыми концентрациями [HA], можно выразить концентрации ионов H+, сделав предположение, что [HA] = [A-]. Тогда:

1) k(HF) = [H+] * [F-] / [HF]
2) k(CH3COOH) = [H+] * [CH3COO-] / [CH3COOH]
3) k(HNO3) = [H+] * [NO3-] / [HNO3]
4) k(H2CO3) = [H+] * [HCO3-] / [H2CO3]
5) k(H3PO4) = [H+] * [H2PO4-] / [H3PO4]

После указанных предположений можно сравнить эти выражения и исключить [H+] из уравнений.

1) k(HF) = [F-] / [HF]
2) k(CH3COOH) = [CH3COO-] / [CH3COOH]
3) k(HNO3) = [NO3-] / [HNO3]
4) k(H2CO3) = [HCO3-] / [H2CO3]
5) k(H3PO4) = [H2PO4-] / [H3PO4]

Так как все растворы имеют одинаковую молочную концентрацию, а [HA] равна константе, можно сравнить значения [A-] для всех кислот. Так как HF и H2CO3 имеют только один ион A- (F- и HCO3- соответственно), а остальные кислоты имеют два (CH3COO-, NO3- и H2PO4-), концентрация иона A- будет наибольшей у раствора HF и H2CO3.

Таким образом, концентрация ионов H+ будет наибольшей в растворах HF и H2CO3.