Чему равна степень электролитической диссоциации пропионовой кислоты (С.Н.СООН) з ее 0,02 М водном растворе? Какова концентрация ионов в этом растворе, и рН раствора? Кис (C₂H₂COOH)=1,34-10-5
Для определения степени электролитической диссоциации пропионовой кислоты (C₂H₅COOH) в 0,02 М водном растворе, нам нужно использовать формулу, которая связывает константу диссоциации кислоты (Kₐ), концентрацию кислоты и степень диссоциации.
Степень диссоциации (α): Это доля молекул кислоты, которые диссоциируют в ионы.
Константа диссоциации (Kₐ): Данная величина для пропионовой кислоты равна 1,34 × 10⁻⁵.
Концентрация кислоты (C): Мы знаем, что C = 0,02 М.
Для кислотной диссоциации справедлив следующий закон:
\[ K_a = \frac{[H^+][A^-]}{[HA]} \]
где:
- [H⁺] — концентрация ионов водорода,
- [A⁻] — концентрация анионов (в данном случае, C₂H₅COO⁻),
- [HA] — оставшаяся концентрация недиссоциированной кислоты.
Если обозначить степень диссоциации через α, то можно выразить концентрации как:
- [H⁺] = C * α,
- [A⁻] = C * α,
- [HA] = C * (1 - α).
Подставим эти выражения в формулу для Kₐ:
\[ K_a = \frac{(C \cdot α)(C \cdot α)}{C \cdot (1 - α)} \]
Упрощаем уравнение:
\[ K_a = \frac{C^2 α^2}{C (1 - α)} \] \[ K_a = \frac{C α^2}{1 - α} \]
Теперь подставим значения:
\[ 1,34 \cdot 10^{-5} = \frac{0,02 α^2}{1 - α} \]
Предположим, что α маленькое и 1 - α ≈ 1:
\[ 1,34 \cdot 10^{-5} ≈ 0,02 α^2 \] \[ α^2 ≈ \frac{1,34 \cdot 10^{-5}}{0,02} \] \[ α^2 ≈ 6,7 \cdot 10^{-4} \] \[ α ≈ \sqrt{6,7 \cdot 10^{-4}} \] \[ α ≈ 0,0259 \text{ или 2,59\%} \]
Теперь, чтобы найти концентрацию ионов в растворе:
- Концентрация ионов \( [H^+] = C \cdot α = 0,02 \cdot 0,0259 \approx 5,18 \cdot 10^{-4} \text{ М} \).
И, наконец, можем рассчитать pH раствора:
\[ pH = -\log[H^+] \]
Подставляем значение:
\[ pH ≈ -\log(5,18 \cdot 10^{-4}) ≈ 3,285 \]
Таким образом, степень электролитической диссоциации пропионовой кислоты составляет около 2,59%, концентрация ионов водорода в растворе равна примерно 5,18 × 10⁻⁴ М, а pH раствора — около 3,29.
