Номер 117, страница 311 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

11.117. В воде растворили 1,68 л (н. у.) фтороводорода, в полученном растворе обнаружено 0,003 моль ионов. Чему равна степень диссоциации фтороводорода в растворе?

Дано:

$V(\text{HF}) = 1,68$ л (н. у.)

$n(\text{ионов}) = 0,003$ моль

$V_m = 22,4$ л/моль

Найти:

$\alpha(\text{HF}) - ?$

Решение:

1. Сначала найдем исходное количество вещества (моль) фтороводорода, которое было растворено в воде. Поскольку объем газа дан при нормальных условиях (н. у.), мы можем использовать молярный объем газа, который составляет 22,4 л/моль.

$n_{\text{исх.}}(\text{HF}) = \frac{V(\text{HF})}{V_m} = \frac{1,68 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,075 \text{ моль}$

2. Запишем уравнение диссоциации фтороводорода в водном растворе. Фтороводород является слабой кислотой и диссоциирует обратимо:

$\text{HF} \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{F}^-$

Из уравнения следует, что при диссоциации 1 моль фтороводорода образуется 1 моль ионов водорода ($\text{H}^+$) и 1 моль фторид-ионов ($\text{F}^-$), то есть всего 2 моль ионов.

3. Пусть количество продиссоциировавшего фтороводорода равно $x$ моль. Тогда, согласно уравнению, в растворе образуется $x$ моль ионов $\text{H}^+$ и $x$ моль ионов $\text{F}^-$. Общее количество моль ионов в растворе будет равно:

$n(\text{ионов}) = n(\text{H}^+) + n(\text{F}^-) = x + x = 2x$

По условию задачи, в растворе обнаружено 0,003 моль ионов. Следовательно:

$2x = 0,003 \text{ моль}$

Отсюда мы можем найти количество вещества фтороводорода, которое подверглось диссоциации ($n_{\text{дисс.}}$):

$x = n_{\text{дисс.}}(\text{HF}) = \frac{0,003 \text{ моль}}{2} = 0,0015 \text{ моль}$

4. Степень диссоциации ($\alpha$) определяется как отношение количества вещества, распавшегося на ионы, к общему исходному количеству растворенного вещества.

$\alpha = \frac{n_{\text{дисс.}}(\text{HF})}{n_{\text{исх.}}(\text{HF})}$

Подставим найденные значения в формулу:

$\alpha = \frac{0,0015 \text{ моль}}{0,075 \text{ моль}} = 0,02$

Степень диссоциации можно также выразить в процентах, умножив полученное значение на 100%.

$\alpha(\%) = 0,02 \times 100\% = 2\%$

Ответ: степень диссоциации фтороводорода в растворе равна 0,02 или 2%.