Номер 3, страница 318 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 67. Химическое равновесие в растворах. Глава 6. Теоретическое описание химических реакций - номер 3, страница 318.

Условие.

3. В 0,5 М растворе иодноватой кислоты $HIO_3$ распалось 44% молекул. Рассчитайте концентрацию ионов $H^+$ в растворе и константу диссоциации $HIO_3$.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Начальная молярная концентрация иодноватой кислоты $C(HIO_3) = 0.5$ М (моль/л)
Доля распавшихся молекул (степень диссоциации) $\alpha = 44\% = 0.44$

Найти:

Концентрацию ионов H⁺: $[H^+]$ - ?
Константу диссоциации HIO₃: $K_д$ - ?

Решение:

Иодноватая кислота ($HIO_3$) является электролитом и в водном растворе диссоциирует на ионы согласно уравнению:

$$HIO_3 \rightleftharpoons H^+ + IO_3^-$$

Концентрация ионов H⁺ в растворе

Концентрация ионов водорода $[H^+]$, образовавшихся в результате диссоциации, равна концентрации продиссоциировавших молекул кислоты. Ее можно рассчитать, умножив начальную концентрацию кислоты на степень ее диссоциации ($\alpha$):

$$[H^+] = C(HIO_3) \times \alpha$$

Подставим известные значения:

$$[H^+] = 0.5 \, \text{моль/л} \times 0.44 = 0.22 \, \text{моль/л}$$

Ответ: концентрация ионов H⁺ в растворе равна $0.22$ моль/л.

Константа диссоциации HIO₃

Константа диссоциации ($K_д$) для данной кислоты выражается уравнением:

$$K_д = \frac{[H^+][IO_3^-]}{[HIO_3]}$$

где все концентрации являются равновесными. Найдем равновесные концентрации всех частиц в растворе:

1. Концентрация ионов водорода была найдена ранее: $[H^+] = 0.22$ моль/л.

2. Согласно стехиометрии уравнения диссоциации, концентрация иодат-ионов $[IO_3^-]$ равна концентрации ионов водорода:

$$[IO_3^-] = [H^+] = 0.22 \, \text{моль/л}$$

3. Равновесная концентрация недиссоциированных молекул кислоты $[HIO_3]$ равна начальной концентрации за вычетом концентрации продиссоциировавших молекул:

$$[HIO_3] = C(HIO_3) - [H^+] = 0.5 \, \text{моль/л} - 0.22 \, \text{моль/л} = 0.28 \, \text{моль/л}$$

Теперь подставим равновесные концентрации в выражение для константы диссоциации:

$$K_д = \frac{0.22 \times 0.22}{0.28} = \frac{0.0484}{0.28} \approx 0.17$$

Ответ: константа диссоциации HIO₃ равна примерно $0.17$.