Химия

Нитрат аммония относится к сильным электролитам и в растворе диссоциирован полностью

$NH_4NO_3 \rightarrow NH_4^{+} + NO_3^{-}$.

Раствор аммиака принадлежит к слабым основаниям

$NH_3 \cdot H_2O \rightleftharpoons NH_4^{+} + OH^{-}$,
$K = \frac {[NH_4^{+}][OH^{-}]}{[NH_3 \cdot H_2O]} = 1,8 \cdot 10^{-5}$

и степень его диссоциации будет зависеть от наличия одноименных ионов аммония из нитрата аммония.

Объем растворов после смешения равен $115 + 263 + 189 = 567$ мл. При этом изменится концентрация взятых растворов

$[NH_3]$ или $[NH_3 \cdot H_2O] = \frac{0,1 \cdot 0,115}{0,567} = 2,03 \cdot 10^{-2}$ моль/л,
$[NH_4NO_3] = \frac{0,2 \cdot 263}{0,567} = 9,27 \cdot 10^{-2}$ моль/л.

Если коэффициент активности сильного электролита при» нять равным 0,9, то

$[NH_4^{+}] =[NO_3^{-}] = 0,9 \cdot 9,27 \cdot 10^{-2} = 8,3 \cdot 10^{-2}$ моль/л.

(В простейшем приближении коэффициент активности в теории сильных электролитов можно сопоставить со степенью диссоциации в классической теории электролитической диссоциации.)

Концентрация ионов $OH^{-}$, которую обозначим $х$, определяется степенью превращения аммиака в ионы аммония, при этом количество ионов $NH_4^{+}$ равно количеству ионов $OH^{-}$, возникших при «диссоциации раствора аммиака».

Общая концентрация $[NH_4^{+}] = 8,3 \cdot 10^{-2} + x$. Подставляя численные значения концентрации в формулу константы диссоциации, получаем

$1,8 \cdot 10^{-5} = \frac {[NH_4^{+}][OH^{-}]}{[NH_3 \cdot H_2O]} = \frac {(NULL,3 \cdot 10^{-2} + x)x}{2,03 \cdot 10^{-2} - x}$,

откуда

$x = \frac{1,8 \cdot 10^{-5}}{4,1} = 4,4 \cdot 10^{-6}$ моль/л.

Следовательно, степень диссоциации аммиака равна

$\alpha = \frac {4,4 \cdot 10^{-6} \cdot 100}{2,03 \cdot 10^{-2}} = 0,02$ %.