Какова концентрация NH4OH, при которой степень диссоциации составляет 0.01 и какова эквивалентная электропроводность

Растворение NH4OH (aq) в воде можно рассматривать как реакцию диссоциации, где молекула NH4OH распадается на ионы NH4+ и OH-. При этом, степень диссоциации (\(\alpha\)) – это отношение количества ионов, образующихся при диссоциации, к начальному количеству молекул NH4OH.

1. Какова концентрация NH4OH, при которой степень диссоциации составляет 0.01?

Для расчета концентрации NH4OH можем использовать следующее соотношение:

\(\alpha = \frac{n_{ion}}{n_{NH_4OH}}\),

где \(n_{ion}\) - количество ионов, образующихся при диссоциации, и \(n_{NH_4OH}\) - начальное количество молекул NH4OH.
При степени диссоциации 0.01, молекулы NH4OH распадаются на 0.01 часть ионов NH4+ и OH-.

Таким образом, \(n_{ion} = 0.01 \cdot n_{NH_4OH}\).

Из закона сохранения массы известно, что количество ионов NH4+ равно количеству ионов OH-:

\(n_{NH_4+} = n_{OH-} = 0.01 \cdot n_{NH_4OH}\).

Тогда, концентрация ионов NH4+ равна:

\[c_{NH4+} = \frac{n_{NH_4+}}{V},\]

где \(V\) - объем раствора.

2. Какова эквивалентная электропроводность раствора при данной концентрации?

Эквивалентная электропроводность (\(\Lambda\)) раствора зависит от концентрации ионообразных частиц и их подвижности:

\(\Lambda = \lambda \cdot c_{ion},\)

где \(\lambda\) - подвижность ионов, \(c_{ion}\) - их концентрация.

В равновесии между ионами NH4+ и OH- у нас будет образовываться NH4OH, а значит, его эквивалентная электропроводность равна:

\(\Lambda_{NH4OH} = \lambda_{NH4+} \cdot c_{NH4+} + \lambda_{OH-} \cdot c_{OH-}\),

где \(\lambda_{NH4+}\) и \(\lambda_{OH-}\) – подвижности ионов NH4+ и OH-, \(c_{OH-}\) - концентрация ионов OH-.

Нам уже известна формула для \(c_{NH4+}\) из первого вопроса. Теперь осталось выразить \(c_{OH-}\). Поскольку растворение NH4OH – это реакция нейтрализации, степень диссоциации OH- равна степени диссоциации NH4OH. То есть, \(c_{OH-} = 0.01 \cdot c_{NH4OH}\).

Подставляя значения, получим:

\(\Lambda_{NH4OH} = \lambda_{NH4+} \cdot 0.01 \cdot c_{NH4OH} + \lambda_{OH-} \cdot 0.01 \cdot c_{NH4OH}\).

Таким образом, мы можем рассчитать эквивалентную электропроводность раствора при данной концентрации.