Question

При 0ºС осмотическое давление 0,1 н. раствора карбоната калия равно 272,6 кПа. Определить кажущуюся степень диссоциации K2CO3 в растворе.

Answer 1

Осмотическое давление вычисляется по формуле:
π = CmRT, где Cm - молярная концентрация растворенного вещества, R - универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/(К*моль)), T - температура (К) 
Для карбоната калия K₂CO₃ нормальная концентрация раствора больше молярной концентрации того же самого раствора в 2 раза. (Поскольку эквивалентная масса соли равна молярной массе соли, деленной на заряд катиона  и на число катионов: 
Эсоли = Мсоли / произведение числа катионов на его заряд)
Молярная же концентрация соли, наоборот, в 2 раза меньше: 0,1/2 = 0,05 М (моль/л)
Тогда давление должно быть:
π = 0,05 моль/л * 8,31 Дж/(К*моль)*(273+0) К = 
0,4155 Дж/л * 273 = 113,4 Н*м/(дм³) = 113,4 Н*м/(10⁻¹м)³ = 
113,4 Н*м / 10⁻³ м³ = 113,4 * 10³ Н / м² = 113,4 * 10³ Па = 113,4 кПа.
находим изотонический коэффициент i:
i = π фактическое / π теоретическое = 272,6 / 113,4 = 2,40
Находим кажущуюся степень диссоциации α:
α  = (ί - 1) /( p - 1), где p - это число ионов, на которые распадается  молекула электролита, в нашем случае p=3
α  = (ί - 1) /( p - 1) = (2.40 - 1) / (3 - 1) = 1.4 / 2 = 0.7 (70%)

Ответ: 0,7 (70%)
 

 

Answer 2

Для определения кажущейся степени диссоциации K2CO3 в растворе используем формулу для расчета осмотического давления:

π = i * C * R * T

Где: π - осмотическое давление i - коэффициент ионизации C - концентрация раствора R - универсальная газовая постоянная (8,314 Па*м^3/(моль*К)) T - температура в Кельвинах

Мы знаем, что при 0ºC (273K) осмотическое давление 0,1 н. раствора K2CO3 равно 272,6 кПа.

Теперь выразим коэффициент ионизации i:

i = π / (C * R * T)

Подставим известные значения:

i = 272,6 кПа / (0,1 моль/л * 8,314 Па*м^3/(моль*К) * 273K) i = 272,6 * 10^3 Па / (0,1 * 8,314 * 273) Па*м^3/(моль*К) i ≈ 1,0

Таким образом, кажущаяся степень диссоциации K2CO3 в данном растворе при 0ºC составляет около 1,0. Это означает, что практически все молекулы K2CO3 диссоциируются на ионы K+ и CO3^2-.