Номер 5, страница 80 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

5. Наиболее сильным электролитом является кислота

1) муравьиная

2) уксусная

3) угольная

4) пропионовая

Сила электролита определяется его способностью диссоциировать (распадаться) на ионы в растворе. Для кислот сила электролита прямо связана с их силой, которая характеризуется константой диссоциации кислоты ($K_a$). Чем больше значение $K_a$, тем сильнее кислота и, соответственно, тем сильнее она является электролитом.

Рассмотрим предложенные кислоты: муравьиная ($HCOOH$), уксусная ($CH_3COOH$), угольная ($H_2CO_3$) и пропионовая ($CH_3CH_2COOH$).

Все перечисленные кислоты, за исключением угольной, относятся к гомологическому ряду одноосновных карбоновых кислот. Сила карбоновых кислот зависит от радикала, связанного с карбоксильной группой ($-COOH$). Алкильные радикалы, такие как метил ($-CH_3$) и этил ($-C_2H_5$), проявляют положительный индуктивный эффект (+I), то есть смещают электронную плотность к карбоксильной группе. Это приводит к увеличению электронной плотности на атоме кислорода в гидроксильной группе, что затрудняет отщепление протона ($H^+$) и ослабляет кислотные свойства.

В молекуле муравьиной кислоты с карбоксильной группой связан атом водорода, который практически не оказывает индуктивного эффекта. В уксусной кислоте — метильная группа ($CH_3$), а в пропионовой — этильная группа ($C_2H_5$). Положительный индуктивный эффект этильной группы сильнее, чем метильной. Таким образом, сила этих карбоновых кислот уменьшается в ряду: муравьиная > уксусная > пропионовая.

Угольная кислота ($H_2CO_3$) является очень слабой неорганической кислотой, значительно слабее перечисленных карбоновых кислот.

Сравним константы диссоциации ($K_a$) всех кислот при стандартных условиях (25°C):
для муравьиной кислоты $K_a(HCOOH) \approx 1.8 \cdot 10^{-4}$;
для уксусной кислоты $K_a(CH_3COOH) \approx 1.8 \cdot 10^{-5}$;
для пропионовой кислоты $K_a(CH_3CH_2COOH) \approx 1.3 \cdot 10^{-5}$;
для угольной кислоты (по первой ступени) $K_{a1}(H_2CO_3) \approx 4.5 \cdot 10^{-7}$.

Наибольшее значение константы диссоциации имеет муравьиная кислота. Следовательно, она диссоциирует на ионы в наибольшей степени и является самым сильным электролитом из представленных.

Ответ: 1) муравьиная.