Какое количество концентрированной 95-ной серной кислоты необходимо добавить к 500 мл 0,1М раствора муравьиной кислоты для изменения степени диссоциации последней в 100 раз. Каким количеством воды надо разбавить исходный раствор, чтобы также (по абсолютной величине) изменились значения: а) рН; б) степени диссоциации. (Решение → 24903)

Заказ №38836

Какое количество концентрированной 95-ной серной кислоты необходимо добавить к 500 мл 0,1М раствора муравьиной кислоты для изменения степени диссоциации последней в 100 раз. Каким количеством воды надо разбавить исходный раствор, чтобы также (по абсолютной величине) изменились значения: а) рН; б) степени диссоциации.

Решение:

1. Вычислим молярную концентрацию 95% серной кислоты. а) переход от размерности % к г/л (используем, что m=ρV): 95 г H2SO4-содержатся в 100 г р-ра или 95 г H2SO4 - содержатся в 100 мл р-ра, примем ρ1,00 г/см3 имеем, что 95 г H2SO4 - 100 мл р-ра x г H2SO4 - 1000 мл р-ра x = 95·1000/100=950 г Т.е. 950 г H2SO4 содержится в 1 л раствора. б) переход от размерности г/л к [моль/л]: Известно, что масса 1 моля HCl – 36,5 г, определим, сколько моль в 4 г HCl?: 1 моль H2SO4- 98 г x моль H2SO4 - 950 г х = 950/98 = 9,7 моль Следовательно, См(H2SO4)=9,7М 2. Степень диссоциации α - характеризует способность молекул или заряженных частиц (например, комплексных) распадаться на их составляющие - ионы. Если сформулировать определение α для молекул, то с.д. – это отношение числа молекул распавшихся на ионы к общему числу молекул. При диссоциации кислот и оснований – α это способность молекул выделять H + - или OH− - ионы в раствор. Для сильной кислоты с концентрацией CHA (полная диссоциация) имеем HA→H + + A - т.к. [HA]≈0, α >>1; [H+ ]=[A- ]=CHA. для серной кислоты: H2SO4F2H2++SO4 2– [H2SO4]=0 2[H+ ]=[SO4 2– ]=9,7М Для слабых кислот (частичная диссоциация): HA→H+ + AНА НА C ] - [А C [Н ] α    (1) СНА=[HA]+[A- ] (2) [HA] [Н ] [А ] k     (3) [HA] [A ] [HA] [H ] k 2 - 2    (4) [HA]≈CHA (5) HA [H ]  k  C  (6) Комбинируя уравнениями (8.1) и (8.4), и (8.1) и (8.3), соответственно, получаем: (7) [H ] k α   (8) (9) С помощью этих уравнений приближенно оценивают степень диссоциации слабого электролита в индивидуальном растворе, когда [Н+ ] = [А- ] (7,8), или, после добавлении в него сильной кислоты (8), когда из-за смещения равновесия (увеличения концентрации ионов водорода) концентрация [А-] – ионов уменьшается. Значение [А- ] можно найти по формуле 9, полученной из уравнений (2) и (3). До.того ,как прилили раствор серной кислоты HCOOH H + +COOH-