Question

Осмотическое давление раствора серной кислоты равно 7109 Па при 300 К. Рассчитайте степень диссоциации серной кислоты в этом растворе, если на каждые 50 г раствора приходится 4,9 г кислоты.

Answer 1

7109-300=6709Вот Ответ

Answer 2

Для расчета степени диссоциации серной кислоты в данном растворе можно использовать уравнение Вант-Гоффа для осмотического давления:

$π = i \cdot n \cdot R \cdot T$

где: π - осмотическое давление раствора (в Па) i - степень диссоциации n - концентрация частиц (в моль/литр) R - универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/моль·К) T - температура (в К)

Для начала рассчитаем концентрацию частиц (n) в растворе. Мы знаем, что на каждые 50 г раствора приходится 4,9 г кислоты. Для этого найдем количество молей кислоты в 4,9 г:

$молярная масса H2SO4 = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98\, г/моль$

Теперь можем рассчитать количество молей кислоты:

$моль кислоты = \frac{масса}{молярная\, масса} = \frac{4,9\, г}{98\, г/моль} = 0,05\, моль$

Теперь найдем концентрацию частиц в растворе. Обратите внимание, что серная кислота (H2SO4) диссоциирует на 2 иона водорода (H+) и 1 ион сульфата (SO4^2-), поэтому i = 3:

$n = \frac{моль кислоты}{объем раствора} = \frac{0,05\, моль}{V}$

Теперь мы можем использовать уравнение Вант-Гоффа, чтобы рассчитать степень диссоциации (i):

$π = i \cdot n \cdot R \cdot T$

Подставим известные значения:

$7109\, Па = 3 \cdot \frac{0,05\, моль}{V} \cdot 8,314\, Дж/моль·К \cdot 300\, К$

Теперь можно решить это уравнение относительно V:

$V = \frac{3 \cdot 0,05\, моль \cdot 8,314\, Дж/моль·К \cdot 300\, К}{7109\, Па} \approx 0,056\, л$

Теперь, когда у нас есть объем раствора (V), мы можем рассчитать степень диссоциации (i):

$i = \frac{π}{n \cdot R \cdot T} = \frac{7109\, Па}{3 \cdot 0,05\, моль \cdot 8,314\, Дж/моль·К \cdot 300\, К} \approx 0,72$

Степень диссоциации серной кислоты в этом растворе составляет примерно 0,72, что означает, что около 72% молекул H2SO4 диссоциировали в ионы в данном растворе.