Какова степень диссоциации (%) децимолярного водного раствора соляной кислоты, который затвердевает при температуре -0,33°С?

Химия 11 класс Растворы и их свойства степень диссоциации децимолярный раствор соляная кислота температура затвердевания водный раствор химия расчет диссоциации Новый

Чтобы определить степень диссоциации (α) децимолярного водного раствора соляной кислоты (HCl), который затвердевает при температуре -0,33°С, нам нужно использовать данные о понижении температуры замерзания и свойства растворов.

Шаг 1: Определение понижения температуры замерзания

Температура замерзания чистой воды составляет 0°С. Если раствор затвердевает при -0,33°С, значит, произошло понижение температуры замерзания на:

-0,33°С - 0°С = -0,33°С.

Шаг 2: Использование формулы для понижения температуры замерзания

Формула для расчета понижения температуры замерзания выглядит так:

ΔT_f = K_f * m * i

• ΔT_f - понижение температуры замерзания;
• K_f - криоскопическая постоянная растворителя (для воды K_f = 1,86 °C·kg/mol);
• m - моляльность раствора (молей растворенного вещества на килограмм растворителя);
• i - ионное число, которое показывает, на сколько частиц диссоциирует одно молекула вещества в растворе.

Шаг 3: Определение моляльности

Для децимолярного (0,1 М) раствора HCl, можно считать, что его моляльность примерно равна 0,1 моль/кг, так как плотность раствора близка к плотности воды.

Шаг 4: Подстановка значений в формулу

Теперь подставим известные значения в формулу:

• ΔT_f = 0,33 °C;
• K_f = 1,86 °C·kg/mol;
• m = 0,1 моль/кг;
• i - это значение, которое мы хотим найти, так как HCl полностью диссоциирует на ионы H+ и Cl-, то i = 2.

Подставляем в формулу:

0,33 = 1,86 * 0,1 * i.

Шаг 5: Решение уравнения для i

Решаем уравнение:

i = 0,33 / (1,86 * 0,1) = 0,33 / 0,186 = 1,774.

Шаг 6: Определение степени диссоциации

Степень диссоциации α можно найти по формуле:

α = (i - 1) / (n - 1),

где n - количество частиц, на которые распадается одно молекула вещества. Для HCl n = 2.

Подставляем значения:

α = (1,774 - 1) / (2 - 1) = 0,774.

Шаг 7: Перевод в проценты

Теперь переведем степень диссоциации в проценты:

α (%) = α * 100 = 0,774 * 100 = 77,4%

Ответ: Степень диссоциации децимолярного водного раствора соляной кислоты, который затвердевает при температуре -0,33°С, составляет приблизительно 77,4%.