Вычислить константу, степень гидролиза и рН 0,1 М раствора ортофосфата натрия, учитывая только первую ступень гидролиза

Для того чтобы решить эту задачу, нам понадобится знание о химическом равновесии и гидролизе.

Рассмотрим реакцию гидролиза ортофосфата натрия:

Na3PO4 + H2O ⇌ NaOH + NaH2PO4

В данном случае, ион фосфата (PO4^3-) гидролизуется с образованием гидроксида натрия (NaOH) и дигидрофосфата натрия (NaH2PO4).

Теперь давайте рассчитаем константу и степень гидролиза. Константа гидролиза прямо связана с концентрациями реагентов и продуктов и может быть вычислена по формуле:

Kгидр = ([OH-] * [NaH2PO4]) / ([Na3PO4] * [H2O])

где [OH-] обозначает концентрацию гидроксидных ионов, [NaH2PO4] - концентрация дигидрофосфата натрия, [Na3PO4] - концентрация ортофосфата натрия, [H2O] - концентрация воды.

В задаче сказано, что раствор ортофосфата натрия имеет концентрацию 0,1 М, поэтому [Na3PO4] = 0,1 М.

Также, если рассматривать только первую ступень гидролиза, мы можем предположить, что концентрация гидроксидных ионов [OH-] будет равна концентрации ортофосфата [Na3PO4] гидролизованного до гидроксида, то есть 0,1 М.

Теперь нам нужно вычислить концентрацию дигидрофосфата натрия [NaH2PO4]. Поскольку реакция идет доходит до равновесия, концентрация дигидрофосфата будет равна концентрации гидроксидных ионов [OH-], то есть 0,1 М.

Подставим все значения в формулу для константы гидролиза:

Kгидр = (0,1 * 0,1) / (0,1 * [H2O])

Так как константа гидролиза определяет степень гидролиза, мы можем сказать, что в данной задаче степень гидролиза равна Kгидр.

Теперь рассмотрим рН раствора. Нам известно, что рН вычисляется по формуле:

pH = -log[H+]

В данном случае, раствор гидролизуется, образуя гидроксидные ионы [OH-]. Но нам нужно найти концентрацию ионов водорода [H+], чтобы рассчитать рН.

Помним, что в нейтральном растворе концентрации ионов водорода [H+] и гидроксидных ионов [OH-] равны между собой и составляют 10^(-7) М.

Учитывая, что степень гидролиза была рассчитана как Kгидр = 0,1 М, мы можем предположить, что в данной задаче концентрации ионов водорода [H+] будет также 0,1 М.

Теперь рассчитаем рН:

pH = -log[H+] = - log(0,1) = 1

Таким образом, мы получили, что константа гидролиза равна 0,1 М, степень гидролиза также равна 0,1 М, а рН раствора составляет 1.