Номер 1231, страница 190 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1231. В растворе, содержащем угольную кислоту химическим количеством 0,018 моль, содержится $3,01 \cdot 10^{19}$ ионов водорода. Пренебрегая диссоциацией угольной кислоты по второй ступени, рассчитайте степень её диссоциации в этом растворе.

Дано:

Химическое количество угольной кислоты $n_{общ}(H_2CO_3) = 0,018$ моль

Число ионов водорода $N(H^+) = 3,01 \cdot 10^{19}$

Постоянная Авогадро $N_A = 6,02 \cdot 10^{23}$ моль⁻¹

Найти:

Степень диссоциации $\alpha$

Решение:

Степень диссоциации ($\alpha$) представляет собой отношение количества вещества, которое продиссоциировало ($n_{дисс}$), к исходному (общему) количеству вещества ($n_{общ}$).

$\alpha = \frac{n_{дисс}}{n_{общ}}$

Угольная кислота ($H_2CO_3$) диссоциирует в воде. В условии задачи указано пренебречь диссоциацией по второй ступени, поэтому мы рассматриваем только первую ступень диссоциации:

$H_2CO_3 \leftrightarrows H^+ + HCO_3^-$

Из этого уравнения следует, что количество моль продиссоциировавшей угольной кислоты равно количеству моль образовавшихся ионов водорода:

$n_{дисс}(H_2CO_3) = n(H^+)$

Сначала найдем количество вещества ионов водорода ($n(H^+)$), используя их число ($N(H^+)$) и постоянную Авогадро ($N_A$):

$n(H^+) = \frac{N(H^+)}{N_A}$

Подставим числовые значения в формулу:

$n(H^+) = \frac{3,01 \cdot 10^{19}}{6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}} = 0,5 \cdot 10^{-4} \text{ моль} = 0,00005$ моль

Следовательно, количество вещества продиссоциировавшей кислоты также равно $0,00005$ моль.

$n_{дисс}(H_2CO_3) = 0,00005$ моль

Теперь рассчитаем степень диссоциации, зная общее количество угольной кислоты:

$\alpha = \frac{n_{дисс}(H_2CO_3)}{n_{общ}(H_2CO_3)} = \frac{0,00005 \text{ моль}}{0,018 \text{ моль}} \approx 0,00278$

Чтобы выразить степень диссоциации в процентах, нужно умножить полученное значение на 100%:

$\alpha (\%) = 0,00278 \cdot 100\% = 0,278\%$

Ответ: степень диссоциации угольной кислоты в этом растворе составляет $\approx 0,00278$ (или $\approx 0,278\%$).