Вопрос школьника
В растворе синильной кислоты концентрацией 1,5 моль/л из каждого миллиона молекул HCN только 20 диссоциируют на ионы. Рассчитайте степень диссоциации синильной кислоты в этом растворе. Какая это кислота — сильная или слабая? Чему равна концентрация ионов водорода в растворе?
Ответ от учителя
Синильная кислота (HCN) является слабой кислотой, так как только 20 из каждого миллиона молекул диссоциируют на ионы.
Степень диссоциации (α) определяется как отношение числа диссоциировавших молекул к общему числу молекул в растворе.
α = число диссоциировавших молекул / общее число молекул
В данном случае, из каждого миллиона молекул HCN только 20 диссоциируют на ионы. Это означает, что общее число молекул в растворе равно 1 миллиону, а число диссоциировавших молекул равно 20.
α = 20 / 1000000 = 0,00002
Таким образом, степень диссоциации синильной кислоты в этом растворе равна 0,00002.
Концентрация ионов водорода (H+) в растворе можно рассчитать, используя уравнение диссоциации слабой кислоты:
HCN + H2O ⇌ H3O+ + CN-
Константа диссоциации (Ka) для этой реакции равна:
Ka = [H3O+][CN-] / [HCN]
где [H3O+], [CN-] и [HCN] — концентрации ионов водорода, цианида и синильной кислоты соответственно.
Так как степень диссоциации очень мала, можно считать, что концентрация ионов водорода равна концентрации диссоциировавших молекул HCN.
Концентрация диссоциировавших молекул HCN равна:
[HCN]diss = α[HCN]0
где [HCN]0 — начальная концентрация синильной кислоты.
[HCN]0 = 1,5 моль/л
[HCN]diss = 0,00002 * 1,5 моль/л = 0,00003 моль/л
Таким образом, концентрация ионов водорода в растворе синильной кислоты концентрацией 1,5 моль/л равна 0,00003 моль/л.
