Дано:
- Массовая доля сульфата натрия (Na2SO4) = 8%.
- Молярная концентрация сульфат-ионов (SO4^2-) = 0,414 моль/л.
- Плотность раствора (ρ) = 1,072 г/мл.
Найти: степень диссоциации (α) сульфата натрия.
Решение:
1. Рассчитаем массу раствора. Предположим, что мы имеем 100 г раствора:
масса Na2SO4 = 8 г (8% от 100 г раствора).
2. Теперь найдем объем раствора:
масса раствора = 100 г,
объем раствора = масса раствора / плотность
объем раствора = 100 г / 1,072 г/мл ≈ 93,26 мл = 0,09326 л.
3. Найдем количество моль сульфата натрия (Na2SO4). Молярная масса Na2SO4:
М(Na2SO4) = 22,99 × 2 (Na) + 32,07 (S) + 16,00 × 4 (O) = 142,05 г/моль.
n(Na2SO4) = масса / молярная масса = 8 г / 142,05 г/моль ≈ 0,0563 моль.
4. Найдем количество моль сульфат-ионов (SO4^2-):
Согласно уравнению диссоциации:
Na2SO4 → 2Na+ + SO4^2-
Из 1 моль Na2SO4 образуется 1 моль SO4^2- и 2 моль Na+.
Таким образом, количество моль SO4^2- = количество моль Na2SO4 = 0,0563 моль.
5. Рассчитаем максимальное количество моль сульфат-ионов, которое может быть в растворе:
n(max SO4^2-) = n(Na2SO4) * 1 = 0,0563 моль.
Теперь из молярной концентрации сульфат-ионов можно найти, сколько именно моль SO4^2- имеется в растворе:
n(SO4^2-) = C(SO4^2-) * V(раствора) = 0,414 моль/л * 0,09326 л ≈ 0,0386 моль.
6. Определим степень диссоциации (α):
α = n(SO4^2-) / n(max SO4^2-)
α = 0,0386 моль / 0,0563 моль ≈ 0,685.
Ответ:
Степень диссоциации сульфата натрия составляет примерно 0,685 или 68,5%.