Задача по электро - химии Рассчитайте удельную электрическую проводимость 0,16 М раствора пропионовой кислоты при 25 градусов цельсия. Кдис = 1,34*10-5.
Для раствора пропионовой кислоты дается константа диссоциации Kдис = 1,34*10^-5.
Пропионовая кислота CH3CH2COOHCH3CH2COOHCH3CH2COOH является слабой кислотой и диссоциирует на ионы в следующем виде: CH3CH2COOH ↔ CH3CH2COO- + H+
Таким образом, концентрация ионов CH3CH2COO- в растворе равна начальной концентрации пропионовой кислоты, так как ион водорода используется для образования этого иона.
Сначала найдем концентрацию CH3CH2COOH по формуле: cCH3CH2COOHCH3CH2COOHCH3CH2COOH = cрасчетнаярасчетнаярасчетная - cCH3CH2COO−CH3CH2COO-CH3CH2COO− = 0,16 - x
Так как x - концентрация ионов CH3CH2COO-, то константа диссоциации Kдис = x^2 / 0,16−x0,16 - x0,16−x
1,34*10^-5 = x^2 / 0,16−x0,16 - x0,16−x
Так как Kдис сравнительно мало, можно принять x << 0,16 и упростить уравнение: 1,34*10^-5 ≈ x^2 / 0,16
Отсюда находим x: x ≈ sqrt1,34<em>10−5</em>0,161,34<em>10^-5 </em> 0,161,34<em>10−5</em>0,16 = 0,000463
Теперь можем найти удельную электрическую проводимость раствора: κ = λ c где λ - эквивалентная проводимость, которую можно выразить через концентрацию ионов: λ = λ(CH3CH2COO−)+λ(H+)λ(CH3CH2COO-) + λ(H+)λ(CH3CH2COO−)+λ(H+) / 2 Подставляем значения: cCH3CH2COOHCH3CH2COOHCH3CH2COOH = 0,16 M - 0,000463 M = 0,15954 M λH+H+H+ = λCH3CH2COO−CH3CH2COO-CH3CH2COO− = u z где u - подвижность иона м2/(В<em>с)м^2/(В<em>с)м2/(В<em>с), z - заряд иона λH+H+H+ = u 1+ = u, так как ион водорода однозарядный Подставляем значения подвижности иона водорода u(H+)=5,01<em>10−8м2/(В</em>с)u(H+) = 5,01 <em> 10^-8 м^2/(В</em>с)u(H+)=5,01<em>10−8м2/(В</em>с): λH+H+H+ = 5,01 10^-8 м^2/В</em>сВ</em>сВ</em>с
λCH3CH2COO−CH3CH2COO-CH3CH2COO− = 4,92 10^-8 м^2/В</em>сВ</em>сВ</em>с
λ = 5,01<em>10−8+4,92</em>10−85,01 <em> 10^-8 + 4,92 </em> 10^-85,01<em>10−8+4,92</em>10−8 / 2 = 4,965 10^-8 м^2/В</em>сВ</em>сВ</em>с
Теперь подставляем все значения и находим удельную электрическую проводимость: κ = 4,965 10^-8 м^2/В</em>сВ</em>сВ</em>с 0,15954 M = 7,91 10^-9 См/с
Таким образом, удельная электрическая проводимость 0,16 М раствора пропионовой кислоты при 25 градусах Цельсия равняется 7,91 * 10^-9 См/с.
Для раствора пропионовой кислоты дается константа диссоциации Kдис = 1,34*10^-5.
Пропионовая кислота CH3CH2COOHCH3CH2COOHCH3CH2COOH является слабой кислотой и диссоциирует на ионы в следующем виде:
CH3CH2COOH ↔ CH3CH2COO- + H+
Таким образом, концентрация ионов CH3CH2COO- в растворе равна начальной концентрации пропионовой кислоты, так как ион водорода используется для образования этого иона.
Сначала найдем концентрацию CH3CH2COOH по формуле:
cCH3CH2COOHCH3CH2COOHCH3CH2COOH = cрасчетнаярасчетнаярасчетная - cCH3CH2COO−CH3CH2COO-CH3CH2COO− = 0,16 - x
Так как x - концентрация ионов CH3CH2COO-, то константа диссоциации Kдис = x^2 / 0,16−x0,16 - x0,16−x 1,34*10^-5 = x^2 / 0,16−x0,16 - x0,16−x
Так как Kдис сравнительно мало, можно принять x << 0,16 и упростить уравнение:
1,34*10^-5 ≈ x^2 / 0,16
Отсюда находим x:
x ≈ sqrt1,34<em>10−5</em>0,161,34<em>10^-5 </em> 0,161,34<em>10−5</em>0,16 = 0,000463
Теперь можем найти удельную электрическую проводимость раствора:
κ = λ c
где λ - эквивалентная проводимость, которую можно выразить через концентрацию ионов:
λ = λ(CH3CH2COO−)+λ(H+)λ(CH3CH2COO-) + λ(H+)λ(CH3CH2COO−)+λ(H+) / 2
Подставляем значения:
cCH3CH2COOHCH3CH2COOHCH3CH2COOH = 0,16 M - 0,000463 M = 0,15954 M
λH+H+H+ = λCH3CH2COO−CH3CH2COO-CH3CH2COO− = u z
где u - подвижность иона м2/(В<em>с)м^2/(В<em>с)м2/(В<em>с), z - заряд иона
λH+H+H+ = u 1+ = u, так как ион водорода однозарядный
Подставляем значения подвижности иона водорода u(H+)=5,01<em>10−8м2/(В</em>с)u(H+) = 5,01 <em> 10^-8 м^2/(В</em>с)u(H+)=5,01<em>10−8м2/(В</em>с):
λH+H+H+ = 5,01 10^-8 м^2/В</em>сВ</em>сВ</em>с λCH3CH2COO−CH3CH2COO-CH3CH2COO− = 4,92 10^-8 м^2/В</em>сВ</em>сВ</em>с λ = 5,01<em>10−8+4,92</em>10−85,01 <em> 10^-8 + 4,92 </em> 10^-85,01<em>10−8+4,92</em>10−8 / 2 = 4,965 10^-8 м^2/В</em>сВ</em>сВ</em>с
Теперь подставляем все значения и находим удельную электрическую проводимость:
κ = 4,965 10^-8 м^2/В</em>сВ</em>сВ</em>с 0,15954 M = 7,91 10^-9 См/с
Таким образом, удельная электрическая проводимость 0,16 М раствора пропионовой кислоты при 25 градусах Цельсия равняется 7,91 * 10^-9 См/с.