如何计算在一定温度下,相同pH的硫酸和硫酸铁溶液中水电离出来的c(H+)分别是1*10^-amol/L和1*10^-bmol/L,在此温度时,水的离子积为?
如何计算
在一定温度下,相同pH的硫酸和硫酸铁溶液中水电离出来的c(H+)分别是1*10^-amol/L和1*10^-bmol/L,在此温度时,水的离子积为?
首先要注意:水电离出的H+和OH-是相等的。在硫酸溶液中,溶液中的OH-是由水电离出来的,(H+主要是由硫酸电离出来的),因此根据题意硫酸溶液中水电离出的C(H+)=1×10-amol/L,所以硫酸溶液中c(OH-)=1×10-amol/L,则硫酸溶液中c(H+)=Kw/c(OH-)=Kw/(1×10-a)mol/L。在硫酸铁溶液中,H+和OH-都是由水电离产生的,【但其中水电离产生的OH-大部分与Fe3+结合了(Fe3+的水解)】,根据硫酸铁溶液中水电离出的c(H+)=1×10-bmol/mol,可知,硫酸铁溶液中的C(H+)=1×10-bmol/L。由于硫酸和硫酸铁溶液的pH相等,所以两者的C(H+)相等,即Kw/(1×10-a)=1×10-b,可得Kw=1×10(a-b)mol/L。
设水电离常数为K
硫酸铁中H+全为水电离出的,pH=-lg(1*10^-b)=b
由题,pH相同,所以硫酸H+浓度为1*10^-bmol/L
因为硫酸中OH-全从水中电离得,水电离时电离得H+浓度=OH-浓度=1*10^-amol/L
K=C(H+)*C(OH-)=1*10^-(a-b)
硫酸铁溶液中氢离子都是水电离出来的,水电离出来的c(H+)为1*10^-bmol/L,即溶液pH为b;所以
硫酸溶液pH也是b,即硫酸电离出氢离子浓度(溶液中氢离子浓度)为1*10^-bmol/L;而溶液中水电离出氢氧根离子浓度=水电离出氢离子浓度=1*10^-amol/L,所以此温度时,水的离子积=1*10^-a×1*10^-b=1*10^(-a-b)