Номер 690, страница 115 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

690. *Рассчитайте химическое количество анионов $HA^-$ в растворе, содержащем кислоту $H_2A$ химическим количеством 0,20 моль. Степень диссоциации двухосновной кислоты $H_2A$ по первой ступени равна 100 %, по второй — 10 %.

Дано:

$n(\text{H}_2\text{A})_{\text{исх}} = 0,20 \text{ моль}$

Степень диссоциации по первой ступени, $\alpha_1 = 100 \% = 1,0$

Степень диссоциации по второй ступени, $\alpha_2 = 10 \% = 0,1$

Найти:

$n(\text{HA}^{-})_{\text{равн}} - ?$

Решение:

Двухосновная кислота H₂A диссоциирует в водном растворе ступенчато. Рассмотрим каждый этап диссоциации.

1. Первая ступень диссоциации:

$\text{H}_2\text{A} \rightarrow \text{H}^{+} + \text{HA}^{-}$

По условию, степень диссоциации по первой ступени составляет 100 %. Это означает, что вся исходная кислота H₂A полностью диссоциирует на ионы H⁺ и гидроанионы HA⁻. Следовательно, химическое количество образовавшихся анионов HA⁻ на этой стадии равно исходному химическому количеству кислоты H₂A.

Количество вещества HA⁻, образовавшееся после первой ступени диссоциации:

$n_{\text{обр}}(\text{HA}^{-}) = n(\text{H}_2\text{A})_{\text{исх}} \times \alpha_1 = 0,20 \text{ моль} \times 1,0 = 0,20 \text{ моль}$

2. Вторая ступень диссоциации:

Образовавшиеся на первой ступени анионы HA⁻, в свою очередь, также подвергаются диссоциации:

$\text{HA}^{-} \rightleftharpoons \text{H}^{+} + \text{A}^{2-}$

Степень диссоциации по второй ступени составляет 10 %. Это означает, что 10 % от всего количества анионов HA⁻, образовавшихся на первой ступени, распадутся дальше.

Рассчитаем химическое количество анионов HA⁻, которые продиссоциировали на второй ступени:

$n_{\text{дисс}}(\text{HA}^{-}) = n_{\text{обр}}(\text{HA}^{-}) \times \alpha_2 = 0,20 \text{ моль} \times 0,1 = 0,02 \text{ моль}$

3. Расчет равновесного химического количества анионов HA⁻:

Итоговое (равновесное) химическое количество анионов HA⁻ в растворе равно их количеству, образовавшемуся на первой ступени, за вычетом количества, продиссоциировавшего на второй ступени.

$n_{\text{равн}}(\text{HA}^{-}) = n_{\text{обр}}(\text{HA}^{-}) - n_{\text{дисс}}(\text{HA}^{-})$

$n_{\text{равн}}(\text{HA}^{-}) = 0,20 \text{ моль} - 0,02 \text{ моль} = 0,18 \text{ моль}$

Ответ: химическое количество анионов HA⁻ в растворе составляет 0,18 моль.