Концентрация ацетат ионов в растворе уксусной и соляной кислот
Рассчитать концентрацию ионов CH3COO⁻ в растворе, 1 л которого содержит 1 моль CH3COOH и 0,1 моля HCl, считая диссоциацию последнего полной.
Дано
`C_м(CH_3COOH) = 1 text{ моль/л}`
`C_м(HCl) = 0.1 text{ моль/л}`
Найти
`[CH_3COO^-] = text{?}`
Решение
Запишем уравнения диссоциации кислот:
`CH_3COOH ⇄ H^+ + CH_3COO^-`
`HCl ⇄ H^+ + Cl^-`
Найдём концентрацию ионов водорода от соляной кислоты:
`[H^+]_(HCl) = C_м(HCl) = 0.1 text{ моль/л}`
Пусть:
`[H^+]_(CH_3COOH) = x`
Тогда:
`[H^+] = [H^+]_(HCl) + [H^+]_(CH_3COOH) = 0.1 + x`
`[CH_3COO^-] = [H^+]_(CH_3COOH) = x`
`[CH_3COOH] = C_м(CH_3COOH) - [CH_3COO^-] = 1 - x`
Запишем выражение для константы диссоциации:
`K_a = ([H^+]*[CH_3COO^-])/([CH_3COOH])`
`1.75*10^(-5) = ((0.1 + x) * x)/(1 - x)`
`1.75*10^(-5)*(1 - x) = x * (0.1 + x)`
`x^2 + 0.1000175*x - 1.75*10^(-5) = 0`
`D = 0.1000175^2 + 4*0.0000175 ≈ 0.0100735`
`x_1 = (-0.1000175 + sqrt(0.0100735))/2 ≈ 0.0001746`
`x_2 = (-0.1000175 - sqrt(0.0100735))/2 ≈ -0.1001922`
`[CH_3COO^-] = 1.746*10^(-4) text{ моль/л}`
Ответ
`[CH_3COO^-] = 1.746*10^(-4) text{ моль/л}`