Zmieszano \(\displaystyle{ 50cm ^{3}}\) 0,1-molowego roztworu słabego kwasu \(\displaystyle{ HA}\) i \(\displaystyle{ 150cm ^{3}}\) 0,01-molowego kwasu \(\displaystyle{ HI}\). Oblicz stopień dysocjacji kwasu HA i stężenia jonów po zmieszaniu.
\(\displaystyle{ K _{HA}=3 \cdot 10 ^{-5}}\)
mógłby mi ktoś wytłumaczyć to zadanie? wiem, że na początku muszę obliczyć początkowe stężenia jonów i początkowy stopień dysocjacji HA
wyszło mi :
\(\displaystyle{ \alpha =0,0173}\)
\(\displaystyle{ [H ^{+}]=0,00173}\)
ale nie bardzo wiem jak policzyć stopień dysocjacji po zmieszaniu
stopień dysocjacji kwasu, stężenia jonów
-
pesel
- Użytkownik
- Posty: 1707
- Rejestracja: 8 cze 2010, o 13:09
- Płeć: Mężczyzna
- Podziękował: 1 raz
- Pomógł: 412 razy
stopień dysocjacji kwasu, stężenia jonów
Dodatek mocnego kwasu (tutaj HI) do słabego cofa jego dysocjację (reguła przekory), czyli stopień dysocjacji tego słabego kwasu (HA) maleje. W wielu wypadkach można wtedy zaniedbać protony pochodzące z dysocjacji słabego kwasu i obliczenia są trywialne. Ale czasem trzeba to uwzględnić gdy udział tego słabego kwasu jest znaczny. Najlepiej jak zrobię to dwoma sposobami.
1 sposób, w którym zaniedbuję dysocjację tego słabego kwasu
\(\displaystyle{ [H^{+}]=C_{HI}= \frac{150 \ cm^{3} \cdot 0.01 M}{200 \ cm^{3}} =7.5 \cdot 10^{-3} \ mol/dm^{3}}\)
\(\displaystyle{ c_{HA}= \frac{50 \ cm^{3} \cdot 0.1 M}{200 \ cm^{3}} =2.5 \cdot 10^{-2} \ mol/dm^{3}}\)
\(\displaystyle{ HA \approx H^{+}+A^{-}}\)
\(\displaystyle{ K_{a}= \frac{[A^{-}][H^{+}]}{[HA]}= \frac{C_{HA} \cdot \alpha \cdot [H^{+}]}{C_{HA}(1- \alpha)}=\frac{\alpha \cdot [H^{+}]}{(1- \alpha)}}\)
\(\displaystyle{ \alpha= \frac{K_{a}}{K_{a}+[H^{+}]}= \frac{3 \cdot 10^{-5}}{3 \cdot 10^{-5}+7.5 \cdot 10^{-3}}=0.003984=0.3984 \%}\)
2 sposób, w którym nie zaniedbuję dysocjacji słabego kwasu
\(\displaystyle{ [H^{+}]_{total}=[H^{+}]_{HA}+[H^{+}]_{HI}=[H^{+}]_{HA}+C_{HI}}\)
\(\displaystyle{ K_{a}= \frac{[A^{-}][H^{+}]_{total}}{[HA]}= \frac{C_{HA} \cdot \alpha \cdot ([H^{+}]_{HA}+C_{HI})}{C_{HA}(1- \alpha)}=\frac{\alpha \cdot (C_{HA} \cdot \alpha +C_{HI})}{(1- \alpha)}}\)
Mamy równanie kwadratowe ze względu na \(\displaystyle{ \alpha}\). Liczymy deltę, dwa pierwiastki, bierzemy ten fizyczny (dodatni i nie większy niż 1) i mamy.
1 sposób, w którym zaniedbuję dysocjację tego słabego kwasu
\(\displaystyle{ [H^{+}]=C_{HI}= \frac{150 \ cm^{3} \cdot 0.01 M}{200 \ cm^{3}} =7.5 \cdot 10^{-3} \ mol/dm^{3}}\)
\(\displaystyle{ c_{HA}= \frac{50 \ cm^{3} \cdot 0.1 M}{200 \ cm^{3}} =2.5 \cdot 10^{-2} \ mol/dm^{3}}\)
\(\displaystyle{ HA \approx H^{+}+A^{-}}\)
\(\displaystyle{ K_{a}= \frac{[A^{-}][H^{+}]}{[HA]}= \frac{C_{HA} \cdot \alpha \cdot [H^{+}]}{C_{HA}(1- \alpha)}=\frac{\alpha \cdot [H^{+}]}{(1- \alpha)}}\)
\(\displaystyle{ \alpha= \frac{K_{a}}{K_{a}+[H^{+}]}= \frac{3 \cdot 10^{-5}}{3 \cdot 10^{-5}+7.5 \cdot 10^{-3}}=0.003984=0.3984 \%}\)
2 sposób, w którym nie zaniedbuję dysocjacji słabego kwasu
\(\displaystyle{ [H^{+}]_{total}=[H^{+}]_{HA}+[H^{+}]_{HI}=[H^{+}]_{HA}+C_{HI}}\)
\(\displaystyle{ K_{a}= \frac{[A^{-}][H^{+}]_{total}}{[HA]}= \frac{C_{HA} \cdot \alpha \cdot ([H^{+}]_{HA}+C_{HI})}{C_{HA}(1- \alpha)}=\frac{\alpha \cdot (C_{HA} \cdot \alpha +C_{HI})}{(1- \alpha)}}\)
Mamy równanie kwadratowe ze względu na \(\displaystyle{ \alpha}\). Liczymy deltę, dwa pierwiastki, bierzemy ten fizyczny (dodatni i nie większy niż 1) i mamy.