Номер 692, страница 115 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

692. *После растворения двухосновной кислоты химическим количеством 0,30 моль в растворе образовалось 0,35 моль частиц. Приняв, что диссоциация протекает только по первой ступени, рассчитайте степень диссоциации кислоты.

Дано:

$n_{исх}(\text{H}_2\text{A}) = 0,30 \text{ моль}$

$n_{общ}(\text{частиц}) = 0,35 \text{ моль}$

Найти:

$\alpha$ — ?

Решение:

Обозначим двухосновную кислоту общей формулой $H_2A$. По условию задачи диссоциация протекает только по первой ступени. Запишем уравнение диссоциации:

$H_2A \rightleftharpoons H^+ + HA^-$

Степень диссоциации $\alpha$ показывает, какая доля от исходного количества вещества кислоты продиссоциировала (распалась на ионы).

Пусть начальное количество вещества кислоты было $n_{исх} = 0,30$ моль. Тогда количество вещества кислоты, которое продиссоциировало, составляет $n_{дисс} = n_{исх} \cdot \alpha = 0,30\alpha$ моль.

Согласно уравнению реакции, из одного моля кислоты образуется один моль ионов водорода $H^+$ и один моль кислотного остатка $HA^-$. Следовательно, в растворе образуется:

$n(H^+) = n_{дисс} = 0,30\alpha \text{ моль}$

$n(HA^-) = n_{дисс} = 0,30\alpha \text{ моль}$

Количество вещества кислоты, которое не продиссоциировало и осталось в виде молекул, равно:

$n_{ост}(H_2A) = n_{исх} - n_{дисс} = 0,30 - 0,30\alpha = 0,30(1-\alpha) \text{ моль}$

Общее количество вещества всех частиц в растворе равно сумме количеств вещества недиссоциированных молекул кислоты и ионов:

$n_{общ} = n_{ост}(H_2A) + n(H^+) + n(HA^-)$

Подставим известные и выраженные значения в это уравнение:

$0,35 = 0,30(1-\alpha) + 0,30\alpha + 0,30\alpha$

Упростим выражение:

$0,35 = 0,30 - 0,30\alpha + 0,30\alpha + 0,30\alpha$

$0,35 = 0,30 + 0,30\alpha$

Теперь решим уравнение относительно $\alpha$:

$0,30\alpha = 0,35 - 0,30$

$0,30\alpha = 0,05$

$\alpha = \frac{0,05}{0,30} = \frac{1}{6} \approx 0,167$

Степень диссоциации также можно выразить в процентах, умножив на 100%:

$\alpha = 0,167 \cdot 100\% = 16,7\%$

Ответ: степень диссоциации кислоты составляет 0,167 или 16,7%.