Какую концентрацию уксусной кислоты (Ка = 1,8•10^-5) необходимо создать, чтобы:

1. степень диссоциации составила 1%;
2. рН раствора равнялся 2,0?

Химия Колледж Растворы и их свойства концентрация уксусной кислоты степень диссоциации рН раствора химия 12 класс уксусная кислота расчет концентрации диссоциация кислоты pH раствора Новый

Чтобы решить задачу, необходимо рассмотреть два случая: первый — когда степень диссоциации уксусной кислоты составляет 1%, и второй — когда pH раствора равен 2,0. Рассмотрим каждый случай по отдельности.

1. Степень диссоциации 1%

Степень диссоциации (α) уксусной кислоты обозначает, какую часть молекул кислоты диссоциировало. В данном случае α = 0,01 (1% в десятичном виде).

• Обозначим начальную концентрацию уксусной кислоты как C.
• Тогда концентрация диссоциированной кислоты будет равна C * α = C * 0,01.
• Концентрация недиссоциированной кислоты будет равна C - C * α = C * (1 - 0,01) = C * 0,99.

Согласно уравнению равновесия для уксусной кислоты (CH3COOH ⇌ H+ + CH3COO-), можно записать выражение для константы диссоциации:

Ka = [H+][CH3COO-] / [CH3COOH]

Подставим известные значения:

• [H+] = C * α = C * 0,01
• [CH3COO-] = C * α = C * 0,01
• [CH3COOH] = C * 0,99

Теперь подставим эти значения в уравнение для Ka:

1,8 * 10^-5 = (C * 0,01) * (C * 0,01) / (C * 0,99)

Упрощаем уравнение:

1,8 * 10^-5 = (C^2 * 0,0001) / (C * 0,99)

Умножим обе стороны на (C * 0,99):

1,8 * 10^-5 * (C * 0,99) = C^2 * 0,0001

Теперь разделим обе стороны на C:

1,8 * 10^-5 * 0,99 = C * 0,0001

Теперь найдем C:

C = (1,8 * 10^-5 * 0,99) / 0,0001

Рассчитаем:

C ≈ 0,1782 моль/л.

2. pH раствора равен 2,0

Теперь нам нужно найти концентрацию уксусной кислоты, если pH = 2,0. Сначала найдем концентрацию ионов водорода [H+]:

[H+] = 10^(-pH) = 10^(-2) = 0,01 моль/л.

Согласно уравнению равновесия, мы можем записать:

Ka = [H+][CH3COO-] / [CH3COOH]

Здесь [H+] = 0,01 моль/л, а [CH3COO-] будет равно [H+], так как уксусная кислота диссоциирует в равных количествах.

• [CH3COO-] = 0,01 моль/л.
• [CH3COOH] = C - [H+] = C - 0,01.

Теперь подставим эти значения в уравнение для Ka:

1,8 * 10^-5 = (0,01) * (0,01) / (C - 0,01)

Упростим уравнение:

1,8 * 10^-5 * (C - 0,01) = 0,0001

Теперь разделим обе стороны на 1,8 * 10^-5:

C - 0,01 = 0,0001 / (1,8 * 10^-5)

Рассчитаем правую часть:

C - 0,01 ≈ 5,56.

Теперь найдем C:

C ≈ 5,56 + 0,01 ≈ 5,57 моль/л.

Ответ:

• Для степени диссоциации 1% концентрация уксусной кислоты должна быть около 0,1782 моль/л.
• Для pH 2,0 концентрация уксусной кислоты должна быть около 5,57 моль/л.