Question

В 100 мл раствора содержится 3,7 г муравьиной кислоты. Вычислите концентрацию формиат-ионов.

Answer 1

Вычислить pH 1-процентного раствора муравьиной кислоты (HCOOH), cчитая, что плотность раствора равна 1 г/см3. Константа диссоциации составляет 2,1 ∙ 10-4.

Решение задачи

Запишем уравнение диссоциации муравьиной кислоты:

уравнение диссоциации муравьиной кислотыНайдем молярную концентрацию раствора муравьиной кислоты (HCOOH) по формуле:

формула нахождения молярной концентрации через массовую долю

где:

p – плотность раствора,

ω – массовая доля растворенного вещества,

M – молярная масса.

Молярная концентрация показывает количество растворенного вещества (моль), содержащегося в 1 л раствора.

Учитывая, что молярная масса муравьиной кислоты (HCOOH)  равна 46 г/моль и если раствор 1-процентный, то массовая доля муравьиной кислоты (HCOOH)  в нем 0,01 получаем:

Найдем равновесную концентрацию ионов водорода по формуле:

формула нахождения равновесной концентрации ионов водорода

где:

K – константа диссоциации,

С – молярная концентрация.

Получаем:

Вычислим pH раствора по формуле:

формула вычисления pH раствора

Водородный показатель (pH) раствора численно равен отрицательному десятичному логарифму концентрации ионов водорода в этом растворе.

Получаем:

Ответ: pH раствора 2,17.

Answer 2

Для вычисления концентрации формиат-ионов в растворе, мы должны знать молярную массу муравьиной кислоты (HCOOH) и использовать данное количество вещества для расчета концентрации.

Молярная масса HCOOH: H = 1 г/моль C = 12 г/моль O = 16 г/моль

M(HCOOH) = 11 + 121 + 16*2 = 1 + 12 + 32 = 45 г/моль

Теперь мы можем вычислить количество молей муравьиной кислоты в 3,7 г:

Моли HCOOH = масса / молярная масса Моли HCOOH = 3,7 г / 45 г/моль ≈ 0,082 моль

Теперь мы знаем количество молей муравьиной кислоты в 100 мл раствора. Чтобы найти концентрацию формиат-ионов (HCOO-), нужно знать объем раствора в литрах. 100 мл равно 0,1 литра.

Концентрация HCOO- = (Количество молей HCOOH / Объем раствора в литрах) Концентрация HCOO- = (0,082 моль / 0,1 л) = 0,82 М (моль/литр)

Таким образом, концентрация формиат-ионов в данном растворе муравьиной кислоты составляет приблизительно 0,82 М.