Найти степень диссоциации хлорноватистой кислоты в 0,2 н растворе.

Ответы на вопрос

Отвечает Калиниченко Никита.

Хлорноватистая кислота — это слабая одноосновная кислота HClO:

\mathrm{HClO \rightleftharpoons H^+ + ClO^-}

Степень диссоциации обозначим $\alpha$ .

Для одноосновной кислоты (отдаёт 1 протон) нормальность равна молярности:

N = C \quad \Rightarrow \quad C(\mathrm{HClO}) = 0{,}2\,\text{моль/л}

Для слабой кислоты:

начальная концентрация: $C$
равновесные концентрации:
- $[H^+] = C\alpha$
- $[ClO^-] = C\alpha$
- $[HClO] = C(1-\alpha)$

Константа диссоциации:

K_a=\frac{[H^+][ClO^-]}{[HClO]}=\frac{(C\alpha)(C\alpha)}{C(1-\alpha)}=\frac{C\alpha^2}{1-\alpha}

Для хлорноватистой кислоты при $25^\circ C$ берут примерно:

K_a(\mathrm{HClO}) \approx 3{,}0\cdot 10^{-8}

Подставляем $C=0{,}2$ :

3{,}0\cdot 10^{-8}=\frac{0{,}2\alpha^2}{1-\alpha}

Так как кислота очень слабая, $\alpha \ll 1$ , можно ожидать, что $1-\alpha \approx 1$ , но посчитаем аккуратно через квадратное уравнение.

Из

K_a=\frac{C\alpha^2}{1-\alpha} \Rightarrow K_a(1-\alpha)=C\alpha^2 \Rightarrow C\alpha^2+K_a\alpha-K_a=0

\alpha=\frac{-K_a+\sqrt{K_a^2+4CK_a}}{2C}

Подставим числа:

\alpha=\frac{-3\cdot 10^{-8}+\sqrt{(3\cdot 10^{-8})^2+4\cdot 0{,}2\cdot 3\cdot 10^{-8}}}{2\cdot 0{,}2}

Величина под корнем определяется главным образом вторым слагаемым:

4\cdot 0{,}2\cdot 3\cdot 10^{-8}=2{,}4\cdot 10^{-8}

\sqrt{2{,}4\cdot 10^{-8}}\approx 1{,}55\cdot 10^{-4}

Тогда:

\alpha \approx \frac{1{,}55\cdot 10^{-4}}{0{,}4}\approx 3{,}9\cdot 10^{-4}

\boxed{\alpha \approx 3{,}87\cdot 10^{-4}}

В процентах:

\alpha\% = \alpha\cdot 100\% \approx 0{,}0387\%

Ответы на вопрос