Дано (в СИ):
а)
1. Концентрация формиата натрия (HCOONa) = 0,2 моль/л
2. Концентрация муравьиной кислоты (HCOOH) = 0,02 моль/л
б)
1. Концентрация пропионата натрия (C2H5COONa) = 0,04 моль/л
2. Концентрация пропионовой кислоты (C2H5COOH) = 0,4 моль/л
Найти:
Направление реакции при смешивании растворов.
Решение:
а) Для первой системы:
1. В растворе находятся:
- [HCOO^-] (формиат) = 0,2 моль/л
- [HCOOH] (муравьиная кислота) = 0,02 моль/л
2. Реакция нейтрализации выглядит так:
HCOOH + H2O ⇌ H3O^+ + HCOO^-
3. Для определения направления реакции используем константы диссоциации:
Ka (HCOOH) ≈ 1.8 * 10^(-5)
4. Рассчитаем соотношение [H3O^+]:
Ka = [H3O^+][HCOO^-]/[HCOOH]
Подставляем известные значения:
1.8 * 10^(-5) = [H3O^+](0,2)/(0,02)
Это можно упростить до:
[H3O^+] = 1.8 * 10^(-5) * 0,02 / 0,2
[H3O^+] = 1.8 * 10^(-6)
5. Сравниваем [H3O^+] с [HCOO^-]:
[HCOO^-] > [H3O^+] → реакция будет смещена влево, в сторону образования муравьиной кислоты.
б) Для второй системы:
1. В растворе находятся:
- [C2H5COO^-] (пропионат) = 0,04 моль/л
- [C2H5COOH] (пропионовая кислота) = 0,4 моль/л
2. Реакция нейтрализации выглядит так:
C2H5COOH + H2O ⇌ H3O^+ + C2H5COO^-
3. Определяем соотношение [H3O^+] для реакции:
Ka (C2H5COOH) ≈ 1.3 * 10^(-5)
4. Рассчитаем [H3O^+]:
1.3 * 10^(-5) = [H3O^+](0,04)/(0,4)
Упростим:
[H3O^+] = 1.3 * 10^(-5) * 0,4 / 0,04
[H3O^+] = 1.3 * 10^(-5)
5. Сравниваем [H3O^+] с [C2H5COO^-]:
[H3O^+] < [C2H5COO^-] → реакция будет смещена вправо, в сторону образования пропионата.
Ответ:
а) Реакция смещена влево (в сторону муравьиной кислоты).
б) Реакция смещена вправо (в сторону пропионата натрия).