Witaj :)
Naszym zadaniem jest obliczenie wartości stałej równowagi reakcji hydrolizy anionu azotanowego(III).
Reakcja hydrolizy anionu azotanowego(III) przebiega według reakcji:
[tex]NO_2^-+H_2O\rightleftarrows HNO_2+OH^-[/tex]
Ponieważ jest to reakcja równowagowa, możemy opisać ją za pomocą stałej hydrolizy:
[tex]K_h=\frac{[HNO_2][OH^-]}{[NO_2^-][H_2O]}[/tex]
Ponieważ stężenie wody jest stałe, możemy je pominąć we wzorze:
[tex]K_h=\frac{[HNO_2][OH^-]}{[NO_2^-]}[/tex] (1)
Kwas azotowy(III) jako słaby kwas ulega dysocjacji w niewielkim stopniu, w myśl równania:
[tex]HNO_2\rightleftarrows H^++NO_2^-[/tex]
Taki proces również możemy zapisać za pomocą stałej dysocjacji:
[tex]K_a=\frac{[H^+][NO_2^-]}{[HNO_2]}[/tex]
Wyprowadźmy z powyższej zależności stężenie równowagowe HNO₂:
[tex][HNO_2]=\frac{[H^+][NO_2^-]}{K_a}[/tex] (2)
Przyda nam się również iloczyn jonowy wody:
[tex]K_w=[H^+][OH^-][/tex]
Z powyższej zależności wyprowadźmy stężenie równowagowe jonów wodorotlenkowych OH⁻:
[tex][OH^-]=\frac{K_w}{[H^+]}[/tex] (3)
Podstawmy wzory (2) oraz (3) do zależności (1)
[tex]\Large \boxed{K_h=\frac{\frac{[H^+][NO_2^-]}{K_a}\cdot \frac{K_w}{[H^+]} }{[NO_2^-]} =\frac{[H^+][NO_2^-]\cdot K_w}{K_a\cdot [H^+][NO_2^-]} =\frac{K_w}{K_a} }[/tex]
Takim sposobem otrzymaliśmy wzór na stałą hydrolizy anionu azotanowego(III), w którym:
[tex]K_w\ - \ iloczyn\ jonowy\ wody\\K_a\ - \ stala\ dysocjacji\ kwasu\ azotowego(III)[/tex]
Odczytujemy z tablic wartości stałej dysocjacji kwasu azotowego(III), oraz iloczyn jonowy wody:
[tex]K_w=10^{-14}\\K_a=2\cdot 10^{-4}[/tex]
Podstawiamy pod wzór:
[tex]K_h=\frac{10^{-14}}{2\cdot 10^{-4}}=\boxed{5\cdot 10^{-11}}[/tex]
Odpowiedź.: Stała równowagi hydrolizy anionu azotanowego(III) wynosi 5·10⁻¹¹.
