Равновесие диссоциации электролитов

 

Пример 1. Константа диссоциации муравьиной кислоты 1,70×10^–4. Найти концентрацию ионов водорода и степень диссоциации кислоты в ее 1 М растворе.

 

Решение. В соответствии с уравнением диссоциации кислоты:

записываем выражение для константы диссоциации:

 

К_дис = ^.

Концентрация ионов водорода существенно меньше единицы и ею можно пренебречь. Находим концентрацию ионов водорода:

 

.

 

Наконец, определяем степень диссоциации кислоты:

или 1,31 %.

Пример 2. Степень диссоциации слабой одноосновной кислоты в 0,1 М растворе составляет 0,1 %. Найти концентрацию ионов водорода в ее 1 М растворе.

 

Решение. Для нахождения константы диссоциации кислоты воспользуемся соотношением

К_дис= .

 

В соответствии с уравнением диссоциации кислоты

константа диссоциации связана с концентрацией ионов водорода следующим образом:

К_дис =

 

Определяем концентрацию ионов водорода в 1 М растворе:

 

^моль/л.

 

Пример 3. В 1 л 0,1 М раствора уксусной кислоты растворили 4,48 л (н.у.) хлороводорода. Как изменилась при этом степень диссоциации уксусной кислоты? Принять объем окончательного раствора равным 1 л, константа диссоциации уксусной кислоты составляет 1,75×10^–5.

 

Решение. Определим степень диссоциации уксусной кислоты в исходном растворе:

 

К_дис =

 

.

 

В соответствии с уравнением диссоциации появление в растворе сильной хлороводородной кислоты приведет к резкому смещению равновесия диссоциации уксусной кислоты влево. Пусть концентрация ионов водорода, образующихся за счет собственной диссоциации уксусной кислоты равна Х моль/л, такова же концентрация и ацетат-анионов; общая концентрация ионов водорода в растворе составит (X + 0,2) моль/л (4,48 л хлороводорода составляют 0,2 моль). Подставляем эти величины в выражение для константы диссоциации и находим X:

 

К_дис = .

 

Определяем степень диссоциации уксусной кислоты в окончательном растворе:

.

 

Таким образом, введение в раствор 0,2 моль хлороводорода привело к уменьшению степени диссоциации уксусной кислоты в:

раз.

 

Пример 4. Константы ступенчатой диссоциации сероводородной кислоты составляют 9,74×10^–8, 1,36×10^–13. Найти концентрации ионов Н⁺, HS^– и S^2–
в 0,01 М растворе этой кислоты.

Решение. В соответствии с уравнением диссоциации H₂S по первой ступени

определяем концентрацию ионов Н⁺ и HS^– :

 

К_дис(1) = ;

 

 

Диссоциация по второй ступени

протекает в значительно меньшей степени за счет подавления ее продуктами диссоциации по первой ступени и большей трудности отрыва протона от аниона по сравнению с нейтральной молекулой. Пусть концентрация анионов серы в растворе равна Х моль/л, концентрация ионов водорода составит (X + 3,12×10^–5) моль/л, а концентрация ионов HS^– – (3,12×10^–5 – X) моль/л. Подставляем эти величины в выражение для второй константы диссоциации:

 

К_дис(2) = .

 

Таким образом, концентрация аниона серы практически равна значению второй константы диссоциации кислоты.