дано:
n(ClO3-) = 0,95 моль (число молей ионов хлорната)
n(HClO3) = 0,15 моль (число молей молекул хлорноватой кислоты)
найти:
степень диссоциации хлорноватой кислоты (α)
решение:
1. Запишем уравнение диссоциации хлорноватой кислоты:
HClO3 ⇌ H+ + ClO3-.
2. Пусть степень диссоциации хлорноватой кислоты равна α. Тогда при диссоциации 0,15 моль кислоты образуется:
- n(H+) = α * 0,15;
- n(ClO3-) = α * 0,15 (из кислоты) + уже имеющееся количество ClO3- (0,95 моль).
3. Общее количество ионов ClO3- в растворе после диссоциации:
n(ClO3-) = 0,95 + α * 0,15.
4. Теперь найдем общее количество ионов H+ в растворе:
n(H+) = α * 0,15.
5. В реакции диссоциации кислоты подразумевается, что все образовавшиеся ионы H+ из кислоты являются эквивалентными по отношению к свободным ионам ClO3-, так как их количество увеличивается лишь за счет диссоциации кислоты.
6. В равновесии по определению степени диссоциации:
α = n(H+) / n(HClO3)
где n(H+) = α * 0,15.
7. С учетом всего вышесказанного, подставим полученные значения в формулу для расчета степени диссоциации:
α = (α * 0,15) / (0,15).
8. Мы знаем, что общее количество ионов ClO3- равно 0,95 + α * 0,15, но так как количество ионов ClO3- от кислоты не может превышать нуля и мы не можем полностью исключить их влияние на расчет, нам нужно учитывать начальные условия.
9. Сравним с количеством ионов ClO3-:
по условию задачи n(ClO3-) = 0,95 моль,
то есть α * 0,15 = n(ClO3-) = 0,95 - 0,15 * α.
10. Получим уравнение:
0,15α + 0,95 = 0,15α.
Отсюда:
0,15α + 0,15α = 0,95.
0,30α = 0,95.
11. Разделим обе стороны на 0,30:
α = 0,95 / 0,30 ≈ 3,17.
Однако значение α не может превышать 1, так как это физический предел диссоциации. Таким образом, на самом деле полная диссоциация не происходит и следует пересмотреть вводимое значение.
ответ:
Степень диссоциации хлорноватой кислоты не может быть рассчитана явно на основании заданных условий, поскольку кислота почти полностью диссоциирует в данном растворе, однако математически превышает 1, что указывает на необходимость пересмотра условий задачи или предположений.