Дано:
m1(CH3COOH) = 6 г m2(CH3COOH) = 0,06 г V1 = V2 = 1 л
Найти:
α2/α1 - отношение степеней диссоциации уксусной кислоты во втором растворе к первому.
Решение:
Рассчитаем молярные концентрации уксусной кислоты в каждом растворе:
M(CH3COOH) = 60 г/моль
C1(CH3COOH) = m1(CH3COOH) / (M(CH3COOH) * V1) = 6 г / (60 г/моль * 1 л) = 0,1 моль/л
C2(CH3COOH) = m2(CH3COOH) / (M(CH3COOH) * V2) = 0,06 г / (60 г/моль * 1 л) = 0,001 моль/л
Запишем уравнение диссоциации уксусной кислоты:
CH3COOH ↔ H+ + CH3COO-
Применим закон действующих масс для расчета константы равновесия (Ka):
Ka = [H+][CH3COO-] / [CH3COOH]
Выразим концентрации ионов через степень ионизации α:
[H+] = α * C(CH3COOH)
[CH3COO-] = α * C(CH3COOH)
[CH3COOH] = (1 - α) * C(CH3COOH)
Подставим значения в уравнение для Ka:
Ka = (α * C(CH3COOH)) * (α * C(CH3COOH)) / ((1 - α) * C(CH3COOH))
Упростим уравнение:
Ka = α^2 * C(CH3COOH) / (1 - α)
Константа равновесия для уксусной кислоты равна Ka = 1,8 * 10^-5
Найдем степени ионизации α1 и α2 для каждого раствора, используя уравнение Ka:
α1^2 * 0,1 / (1 - α1) = 1,8 * 10^-5
α2^2 * 0,001 / (1 - α2) = 1,8 * 10^-5
Решим квадратные уравнения для α1 и α2 (ограничимся только положительными корнями, так как α < 1):
α1 ≈ 0,013
α2 ≈ 0,13
Найдем отношение степеней диссоциации:
α2/α1 ≈ 0,13 / 0,013 ≈ 10
Ответ:
Степень диссоциации уксусной кислоты во втором растворе в 10 раз больше, чем в первом.