Уравнение диссоциации ch3cooh по ступеням

Задачи по химии на расчеты концентрации ионо и изотонических коэффициентов электролитов

Задача 514.
Рассчитать концентрацию ионов CH₃COO — в растворе, 1 л которого содержит 1 моль CH₃COOH и 0,1 моля НСI, считая диссоциацию последнего полной.
Решение:
K_D(CH₃COOH) = 1.8 . 10 -5 .
Уравнения диссоциаций кислот имеют вид:

CH₃COOH ⇔ CH₃COO — + H + ;
HCl⇔ Cl — + H + .

При введении в раствор слабого электролита CH₃COOH раствора сильного электролита НСI (т.е. ионов H + ), одинаковых ионов, образующихся при диссоциации уксусной кислот, равновесие диссоциации последней нарушается и смещается в направлении образования недиссоциированных молекул, так что степень диссоциации слабого электролита уменьшится.

Таким образом, при прибавлении 0,1 М раствора НСI к 1 М раствору CH₃COOH приведёт к повышению концентрации ионов водорода и, согласно правилу Ле Шателье, равновесие диссоциации сместится влево, в сторону увеличения концентрации молекул уксусной кислоты. Концентрацию ионов H + и CH₃COO — при диссоциации CH₃COOH обозначим через x моль/л. Тогда концентрация недиссоциированных молекул CH₃COOH будет равна (1 – x)моль/л. Общая концентрация ионов H + будет слагаться из двух величин: из концентрации, создаваемой при диссоциации CH₃COOH, и из концентрации, создаваемой при диссоциации НСI, т.е. (0,1 + x). Подставим полученные значения концентраций в выражение константы диссоциации CH₃COOH, рассчитаем значение x, получим:

Поскольку в присутствии одноимённых ионов H + диссоциация уксусной кислоты подавляется, то степень её диссоциации будет ничтожно мала и поэтому значением (x) в множителях (1 – x) и (1 + x) можно пренебречь. Тогда получим выражение:

Ответ: 1,8 . 10 -4 моль/л.

Задача 515.
Исходя из значений последовательных констант диссоциации ортофосфорной кислоты, определить знак изменения энергии Гиббса для каждой из трех ступеней диссоциации. Для какой из них имеет наибольшее абсолютное значение?
Решение:
Диссоциация трёхосновной ортофосфорной кислоты протекает в три ступени, поэтому для каждой ступени будет отвечать определённое значение константы диссоциации. Константы ступенчатых диссоциаций H₃PO₄ имеют следующие значения:

К₁ = 7,5 . 10 -3 ; К₂ = 6,3 . 10 -8 ; К3 = 1,3 . 10 -12 , т.е. К₁ > K₂ > K₃.

Тогда из уравнения:

₁

Все значения констант меньше единицы, значит, все значения

Ответ: Для третьей ступени.

Задача 516.
Раствор, содержащий 2,1г КОН в 250г воды, замерзает при -0,519°С. Найти для этого раствора изотонический коэффициент.
Решение:
Теперь определим понижение температуры кристаллизации t_(крист) раствора без учёта диссоциации щёлочи (криоскопическая константа для воды равна 1,86) по формуле:

где
m₁ — масса растворённого вещества, m₂ — масса раствора, М – молярная масса растворённого вещества, К – криоскопическая константа.

Сравнивая найденное значение t_{(теорет)} с экспериментально полученным значением t_{(экспер)}, рассчитаем изотонический коэффициент по формуле:

Ответ: 1,86.

Задача 517.
При 0°С осмотическое давление 0,1 н. раствора карбоната калия равно 272,6 кПа. Определить кажущуюся степень диссоциации в растворе.
Решение:

Найдём молярность 0,1 н раствора К₂СО₃ по формуле:

По уравнению = С_MRT рассчитаем теоретическое значение осмотического давления раствора:

_{(теорет)} = 0,05 . 8,314 . 273 = 113,5 кПа.

Теперь рассчитаем изотонический коэффициент (i) раствора, сравнив экспериментальное значение осмотического давления с теоретическим значением, получим:

Рассчитаем кажущуюся степень диссоциации () соли из соотношения:

здесь K — общее число ионов, образующихся при диссоциации электролита.

Please wait.

We are checking your browser. gomolog.ru

Why do I have to complete a CAPTCHA?

Completing the CAPTCHA proves you are a human and gives you temporary access to the web property.

What can I do to prevent this in the future?

If you are on a personal connection, like at home, you can run an anti-virus scan on your device to make sure it is not infected with malware.

If you are at an office or shared network, you can ask the network administrator to run a scan across the network looking for misconfigured or infected devices.

Another way to prevent getting this page in the future is to use Privacy Pass. You may need to download version 2.0 now from the Chrome Web Store.

Cloudflare Ray ID: 6df4f4a7cc1474fd • Your IP : 85.95.188.35 • Performance & security by Cloudflare

Диссоциация слабых электролитов

При диссоциации слабого бинарного электролита в растворе устанавливается равновесие.

CH₃COOH CH₃COO — + H +

При этом, если начальная концентрация электролита равна С, а степень диссоциации a, то

для a 2 и

Приведенное уравнение выражает закон разбавления Оствальда, согласно которому степень диссоциации слабого электролита растет с разбавлением раствора.

Добавление в раствор слабых электролитов одноименных ионов вызывает смещение равновесия реакции диссоциации в сторону ее уменьшения (эффект одноименного иона).

Электролитическая диссоциация воды

Процесс ионизации воды протекает по уравнению:

Н₂О Н + + ОН — — + 55,90 кДж/моль.

Константа равновесия процесса диссоциации воды можно записать в виде:

Концентрация молекул воды – постоянная величина, которую можно рассчитать по уравнению:

[H₂O]= n(H₂O)/1л = 1000 0,9971/18,015 = 55,5 моль/л,

где 0,9971г/мл -плотность воды, 18,015 г/моль -молярная масса воды.

Объединяя две постоянные величины в одной части уравнения, получим:

K[H₂O] = 1,8×10 — 16 × 55,5 = 10 — 14 = [H + ] × [OH — ] = KH₂O – ионное произведение воды.

Ионное произведение воды увеличивается с увеличением температуры:

t,°C	10	22	30	100
KH2O	0,4×10 — 14	1,0×10 — 14	1,9×10 — 14	74×10 — 14

В нейтральном растворе концентрации ионов водорода и гидроксид-ионов равны: [H + ] = [OH — ] = = 10 — 7 моль/л.

В кислом растворе [Н + ] > [OH — ]; [H + ] >10 — 7 моль/л.

В щелочном растворе [H + ] — ]; [H + ] — 7 моль/л.

Зная концентрацию одного из ионов, например [Н + ] и ионное произведение воды, можно рассчитать концентрацию ионов [OH — ] и, наоборот.

Пользоваться в расчетах такими малыми величинами концентраций ионов( 10 -9 , 10 -13 моль/л и т.д.) неудобно, поэтому используют их отрицательные десятичные логарифмы. Отрицательный логарифм концентрации ионов водорода (или отрицательный логарифм активности ионов водорода) называют водородным показателем,рН:

Зная, что [H + ] × [OH — ]= 10 -14 , получим: рН + рОН = 14

В нейтральном растворе при 22 о С рН = рОН = 7.

В кислом растворе рН 7.

Кислотно-основные индикаторы – это вещества, меняющее окраску в определенной области значения ph раствора. Индикаторами могут быть слабые органические кислоты или основания, молекулы и ионы которых имеют разную окраску.

Область перехода окраски некоторых индикаторов

Область перехода окраски,

кислотная формащелочная формаМетилоранжкрасныйжелтый3,2 – 4,5Фенолфталеинбесцветный.красный8,2 – 10,0Лакмускрасныйсиний6,0 –9,0

Буферные растворы

Буферные растворы используют для поддержания постоянной величины рН в исследуемом растворе при добавлении к нему небольших количеств сильной кислоты, сильного основания или при разбавления раствора.

В качестве буферных растворов обычно используют смеси растворов слабых кислот или слабых оснований и их солей или смеси солей многоосновных кислот различной степени замещения. В таблице приведены примеры наиболее часто используемых буферных растворов и величины рН, которые они поддерживают:

Состав буферного раствора	Название буфера	рН
Смесь СН3СООН и СН3СООNа	Ацетатный буфер	4,7
Смесь NаН2РО4 и Nа2НРО4	Фосфатный буфер	6,5
Смесь NН4ОН и NН4С1	Аммиачный буфер	9,25

Буферная система может связывать как ионы Н + , так и ОН — приливаемых сильных кислот и оснований в слабые электролиты, незначительно изменяя величину рН раствора.

Пример: Ацетатный буферный раствор содержит смесь CH₃COOH и CH₃COONa. Диссоциация слабого электролита – уксусной кислоты – отражается уравнением реакции: CH₃COOH CH₃COO + H + и описывается константой равновесия:

K_a= = 1.8 10

При добавлении ацетата натрия концентрация ионов CH₃COO возрастает и определяется концентрацией соли: [CH₃COO ] C_с. Диссоциация слабого электролита уменьшается за счет введения одноименного иона, поэтому [CH₃COOH] C_к, где C_к – концентрация кислоты.

K_a= ;

[H + ] = K_a ;

pH = –lg[H + ] = pK_a – lg ( ),

Таким образом, рН буферных растворов не зависит от концентраций компонентов, а определяется их отношением.

При добавлении небольших количеств сильных кислот и оснований компоненты буферного раствора реагируют с ними, переводя их в слабые электролиты:

CH₃COOH + NaOH = CH₃COONa + H₂O (концентрация соли увеличивается на концентрацию добавленной щелочи, а концентрация кислоты уменьшается на ту же величину):

pH = –lg[H + ] = pK_a — lg ( );

CH₃COONa + HCl = CH₃COOH + NaCl,

pH = –lg[H + ] = pK_a — lg ( ).

Так как отношение концентраций изменяется меньше, чем их сумма или разность, общее значение рН изменяется незначительно.

Количество сильной кислоты или сильного основания, которые нужно добавить к буферному раствору для изменения рН одного литра его раствора на единицу, называют буферной емкостью ( B ). Она может быть вычислена относительно кислоты (B _а) или основания (B_b).

B_a =

B_b =

где B_a и B_b – буферные емкости по кислоте и основанию соответственно; C_a и C_b – концентрации добавленных кислоты и основания; pH ₁ и pH ₂ – исходные и конечные значения рН раствора; V_a and V_b – объемы добавленных сильных кислоты и основания.

Примеры решения задач

Пример 26. Рассчитайте pH 0.01 M раствора NaOH.

Решение . Так как NaOH является сильным электролитом, то он полностью диссоциирует в растворах:

[OH — ] = C(NaOH) = 10 — 2 моль/л.

[H + ] = 10 -14 /[OH — ] = 10 -1 2 моль/л.

Пример 27. Рассчитайте pH 0.01 M раствора of CH₃COOH.

Решение. Уксусная кислота – слабый электролит, диссоциирующий обратимо: CH₃COOH CH₃COO — + H +

Согласно закону разбавления Оствальда, , поэтому

Константа диссоциации уксусной кислоты– табличная величина, которая равна K(CH₃COOH) = 1.75×10 — 5 , поэтому

моль/л

pH = –lg [H + ] = –lg (4.18×10 -4 ) = 4 – lg(4.18) = 3.38.

Пример 28. Рассчитайте pH буферного раствора, содержащего 0.01 моль/л CH₃COOH и 0.1 моль/л CH₃COONa.

Решение. CH₃COOH CH₃COO — + H +

pH = –lg [H + ] = –lg (1.75×10 -6 ) = 6 – lg(1.75) = 5.76.