Дано:
- Количество угольной кислоты (H2CO3) = 0,018 моль
- Число ионов водорода (H+) = 3,01 * 10^19 ионов
Найти: степень диссоциации угольной кислоты (α).
Решение:
1. Рассчитаем общее количество ионов водорода в растворе, исходя из количества молей угольной кислоты. Угольная кислота диссоциирует по первой ступени на два иона водорода:
H2CO3 ⇌ H+ + HCO3-
При полной диссоциации 1 моль угольной кислоты даёт 2 моля ионов H+. Следовательно, количество ионов H+ во втором случае равно 2 * n (где n - количество моль H2CO3).
2. Общее количество ионов водорода при полной диссоциации будет:
n(H+) = 2 * 0,018 = 0,036 моль.
3. Теперь переведем количество ионов водорода в моль. Используем число Авогадро (NA = 6,022 * 10^23):
n(H+) = N(H+) / NA,
где N(H+) = 3,01 * 10^19.
n(H+) = 3,01 * 10^19 / 6,022 * 10^23 ≈ 5,0 * 10^-5 моль.
4. Теперь найдем степень диссоциации α:
α = (количество диссоциированного вещества) / (начальное количество вещества).
Поскольку диссоциировало только n(H+) = n(H+) полученное в предыдущем шаге, то:
α = n(H+) / n(угольной кислоты).
Подставляем значения:
α = (5,0 * 10^-5) / (0,018).
5. Расчет степени диссоциации:
α ≈ 2,78 * 10^-3.
Ответ: степень диссоциации угольной кислоты в данном растворе составляет примерно 0,00278 или 0,278%.