Question

Найти рН муравьиной кислоты с массовой долей = 5%, если K (НСООН) = 1,8 ∙ 10-4.

Answer 1

Ответ:

К = (с*а^2)/(1-а), где а - степень диссоциации НСООН.

Можно решить приближенно, учитывая, что НСООН - слабая кислота и степень диссоциации близка к нулю (соответственно, 1-а близко к единице и в знаменателе этим можно пренебречь).

К = с*а^2 <=> а = √(К/с) = √((1,8*10^(-4))/(5*10^(-2))) = 0,06.

Находим концентрацию ионов водорода:

[Н+] = ас = 0,06*0,05 = 0,003

Находим рН:

рН = -lg[H+] = 2,52.

Answer 2

Для нахождения pH муравьиной кислоты с известной массовой долей и константой диссоциации (K) можно воспользоваться вычислительной процедурой.

Муравьиная кислота (HCOOH) диссоциирует следующим образом:

HCOOH ⇌ H⁺ + HCOO⁻

Константа диссоциации (K) для этой реакции задана и равна 1,8 * 10⁻⁴.

Изначально предполагается, что большинство муравьиной кислоты остается недиссоциированным, и только небольшое количество диссоциирует на ионы H⁺ и HCOO⁻. Так как муравьиная кислота слабая, предположим, что изменение концентрации ионов H⁺ и HCOO⁻ будет маленьким по сравнению с начальной концентрацией недиссоциированной муравьиной кислоты.

Пусть "x" - это концентрация диссоциировавшей муравьиной кислоты (в моль/л), и "5% массовой доли" муравьиной кислоты можно рассматривать как начальную концентрацию муравьиной кислоты (в моль/л).

Так как муравьиная кислота диссоциирует по схеме 1:1, то концентрации H⁺ и HCOO⁻ также будут "x".

Уравнение для K будет:

K = [H⁺][HCOO⁻] / [HCOOH]

Подставим значения:

1.8 * 10⁻⁴ = x * x / (0.05 - x)

Решая это квадратное уравнение относительно "x", получаем два решения. Однако, так как "x" представляет концентрацию диссоциировавших молекул, должно выполняться условие 0 ≤ "x" ≤ 0.05 (начальная концентрация).

При решении данного уравнения можно использовать аппроксимацию, так как "x" будет маленьким:

1.8 * 10⁻⁴ = x² / 0.05

Решая это уравнение, получаем "x" ≈ 0.00379 моль/л.

Теперь, чтобы найти pH, используем определение pH:

pH = -log[H⁺]

Сначала найдем концентрацию ионов H⁺:

[H⁺] = x = 0.00379 моль/л

Теперь найдем pH:

pH = -log(0.00379) ≈ 2.42

Итак, pH муравьиной кислоты с массовой долей 5% будет около 2.42.