Номер 817, страница 134 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

817. *В растворе на каждые 10 молекул фтороводорода приходится 20 ионов (без учёта процесса диссоциации воды). Рассчитайте степень диссоциации $HF$ в этом растворе.

Дано:

Соотношение в равновесном растворе: на $N_{HF(недисс.)} = 10$ молекул HF приходится $N_{ионов} = 20$ ионов.

Найти:

Степень диссоциации HF, $\alpha$

Решение:

Процесс диссоциации фтороводорода в водном растворе описывается уравнением:

$HF \rightleftharpoons H^+ + F^-$

Из стехиометрии реакции видно, что при диссоциации одной молекулы HF образуется один ион водорода ($H^+$) и один ион фтора ($F^-$). Это означает, что в растворе число ионов водорода всегда равно числу ионов фтора:

$N(H^+) = N(F^-)$

Общее число ионов в растворе, по условию, равно 20. Это число представляет собой сумму всех образовавшихся ионов:

$N_{ионов} = N(H^+) + N(F^-) = 20$

Подставив $N(H^+) = N(F^-)$ в это уравнение, получаем:

$2 \cdot N(H^+) = 20$

Отсюда находим число ионов водорода (а значит, и фтора):

$N(H^+) = \frac{20}{2} = 10$

$N(F^-) = 10$

Число продиссоциировавших молекул фтороводорода, $N_{HF(дисс.)}$, равно числу образовавшихся ионов $H^+$ (или $F^-$), поскольку каждая диссоциировавшая молекула дает по одному иону каждого вида.

$N_{HF(дисс.)} = N(H^+) = 10$

Степень диссоциации ($\alpha$) — это отношение числа продиссоциировавших молекул к общему (исходному) числу молекул, введенных в раствор, $N_{HF(исх.)}$.

$\alpha = \frac{N_{HF(дисс.)}}{N_{HF(исх.)}}$

Исходное число молекул $N_{HF(исх.)}$ складывается из числа молекул, которые остались в недиссоциированной форме в состоянии равновесия ($N_{HF(недисс.)}$), и числа молекул, которые продиссоциировали ($N_{HF(дисс.)}$).

$N_{HF(исх.)} = N_{HF(недисс.)} + N_{HF(дисс.)}$

По условию, в равновесном растворе находится 10 недиссоциированных молекул HF. Мы рассчитали, что 10 молекул продиссоциировали. Тогда исходное число молекул:

$N_{HF(исх.)} = 10 + 10 = 20$

Теперь рассчитываем степень диссоциации:

$\alpha = \frac{10}{20} = 0.5$

Для выражения в процентах, умножаем полученное значение на 100%.

$\alpha = 0.5 \cdot 100\% = 50\%$

Ответ: степень диссоциации HF в этом растворе равна $0.5$ (или $50\%$).