Вычислите степень диссоциации, концентрацию ионов H+, OH- и pH 0,01 моль/л раствора муравьиной кислоты. Константа диссоциации муравьиной кислоты (HCOOH) равна 1,78·10⁻⁴.

Муравьиная кислота HCOOH — слабый электролит. Для расчёта используем закон разведения Оствальда:

\[ K_a = \frac{C \alpha^2}{1 - \alpha} \]

Подставляем значения: \( K_a = 1{,}78 \cdot 10^{-4} \), \( C = 0{,}01 \) моль/л.

\[ 1{,}78 \cdot 10^{-4} = \frac{0{,}01 \cdot \alpha^2}{1 - \alpha} \]

Умножаем обе части на \( 1 - \alpha \) и приводим к квадратному уравнению:

\[ 0{,}01 \alpha^2 + 1{,}78 \cdot 10^{-4} \alpha - 1{,}78 \cdot 10^{-4} = 0 \]

Умножаем на 10 000:

\[ 100 \alpha^2 + 1{,}78 \alpha - 1{,}78 = 0 \]

Решаем квадратное уравнение (положительный корень):

\[ \alpha = \frac{-1{,}78 + \sqrt{1{,}78^2 + 4 \cdot 100 \cdot 1{,}78}}{2 \cdot 100} \approx \frac{-1{,}78 + 26{,}74}{200} \approx 0{,}1248 \]

Степень диссоциации: \( \alpha \approx 0{,}125 \) (или 12,5%).

Концентрация ионов H⁺: \( [\mathrm{H}^+] = C \alpha = 0{,}01 \cdot 0{,}1248 \approx 1{,}25 \cdot 10^{-3} \) моль/л.

pH: \( \mathrm{pH} = -\lg [\mathrm{H}^+] = -\lg(1{,}25 \cdot 10^{-3}) \approx 2{,}90 \).

Концентрация ионов OH⁻: из ионного произведения воды \( [\mathrm{OH}^-] = \frac{K_w}{[\mathrm{H}^+]} = \frac{1 \cdot 10^{-14}}{1{,}25 \cdot 10^{-3}} \approx 8{,}0 \cdot 10^{-12} \) моль/л.

Отправить ответ