Для решения данной задачи, нам понадобятся некоторые понятия химии и формулы.
Уксусная кислота, CH3COOH, является слабой кислотой и диссоциирует в водном растворе на ионы H+ и CH3COO-. При этом, степень диссоциации (α) уксусной кислоты равна 0,13. Это означает, что из всех частиц уксусной кислоты только 0,13 процента диссоциирует во время растворения.
Равновесная концентрация ионов H+ в растворе может быть вычислена с помощью балансовой константы диссоциации кислоты (Ka) и начальной концентрации кислоты (CH3COOH).
Формула для Ka выглядит следующим образом:
Ka = [H+][CH3COO-]/[CH3COOH]
Мы знаем начальную концентрацию уксусной кислоты (CH3COOH) - это 0,1 моль/л, и степень диссоциации (α) - это 0,13. Мы предполагаем, что начальная концентрация ионов H+ и CH3COO- равна 0.
Подставим известные значения в формулу Ka:
0,13 = [H+][CH3COO-]/0,1
Так как начальная концентрация ионов H+ и CH3COO- равна 0, мы можем записать равенство:
0,13 = [H+][CH3COO-]/0,1
[H+][CH3COO-] = 0,13 * 0,1
Теперь, мы можем выразить концентрацию ионов H+ через переменную x:
[H+] = x
Также, у нас есть информация о стехиометрии диссоциации уксусной кислоты. Уксусная кислота диссоциирует на один ион H+ и один ион CH3COO-. Поэтому, концентрация ионов H+ равна концентрации ионов CH3COO-. Мы можем записать это как:
[CH3COO-] = x
Исходя из формулы балансовой константы, мы можем написать:
0,13 * 0,1 = x * x/0,1
Упростив выражение:
0,013 = x^2/0,1
Перенеся члены уравнения на одну сторону и упростив:
x^2 = 0,013 * 0,1
x^2 = 0,0013
Возведем обе стороны уравнения в квадратный корень:
x ≈ 0,0361
Итак, равновесная концентрация ионов H+ в растворе уксусной кислоты составляет примерно 0,0361 моль/л.
Чтобы решить эту задачу, мы должны использовать информацию о реакции между дихроматом калия и сернистым газом. Реакция выглядит следующим образом:
K2Cr2O7 + 3SO2 + H2SO4 → K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 2H2O
Теперь посмотрим на уравнение реакции и вспомним, что только половина дихромата калия восстановилась. Это означает, что мы можем предположить, что восстановилось половина молярного количества дихромата калия.
Восстановленный сернистый газ (SO2) рассчитывается следующим образом:
33,6 л (н.у.) × (1 моль / 22,4 л (н.у.)) = 1,5 моль SO2
Молярная масса SO2 равна 64 г/моль, поэтому масса восстановленного SO2 составляет:
1,5 моль × 64 г/моль = 96 г
Так как восстановлен только половину молярного количества дихромата калия, мы можем сказать, что масса исходного дихромата калия равна удвоенной массе восстановленного SO2:
2 × 96 г = 192 г
Теперь рассмотрим массу исходного раствора дихромата калия, которая составляет 1200 г. Нам нужно найти массовую долю дихромата калия в этом растворе (в процентах).
Массовая доля (в процентах) рассчитывается по формуле:
Массовая доля = (масса компонента / масса раствора) × 100
Подставляем значения:
Массовая доля = (192 г / 1200 г) × 100 ≈ 16,0%
Таким образом, массовая доля дихромата калия в исходном растворе составляет около 16,0%.
Уксусная кислота, CH3COOH, является слабой кислотой и диссоциирует в водном растворе на ионы H+ и CH3COO-. При этом, степень диссоциации (α) уксусной кислоты равна 0,13. Это означает, что из всех частиц уксусной кислоты только 0,13 процента диссоциирует во время растворения.
Равновесная концентрация ионов H+ в растворе может быть вычислена с помощью балансовой константы диссоциации кислоты (Ka) и начальной концентрации кислоты (CH3COOH).
Формула для Ka выглядит следующим образом:
Ka = [H+][CH3COO-]/[CH3COOH]
Мы знаем начальную концентрацию уксусной кислоты (CH3COOH) - это 0,1 моль/л, и степень диссоциации (α) - это 0,13. Мы предполагаем, что начальная концентрация ионов H+ и CH3COO- равна 0.
Подставим известные значения в формулу Ka:
0,13 = [H+][CH3COO-]/0,1
Так как начальная концентрация ионов H+ и CH3COO- равна 0, мы можем записать равенство:
0,13 = [H+][CH3COO-]/0,1
[H+][CH3COO-] = 0,13 * 0,1
Теперь, мы можем выразить концентрацию ионов H+ через переменную x:
[H+] = x
Также, у нас есть информация о стехиометрии диссоциации уксусной кислоты. Уксусная кислота диссоциирует на один ион H+ и один ион CH3COO-. Поэтому, концентрация ионов H+ равна концентрации ионов CH3COO-. Мы можем записать это как:
[CH3COO-] = x
Исходя из формулы балансовой константы, мы можем написать:
0,13 * 0,1 = x * x/0,1
Упростив выражение:
0,013 = x^2/0,1
Перенеся члены уравнения на одну сторону и упростив:
x^2 = 0,013 * 0,1
x^2 = 0,0013
Возведем обе стороны уравнения в квадратный корень:
x ≈ 0,0361
Итак, равновесная концентрация ионов H+ в растворе уксусной кислоты составляет примерно 0,0361 моль/л.
K2Cr2O7 + 3SO2 + H2SO4 → K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 2H2O
Теперь посмотрим на уравнение реакции и вспомним, что только половина дихромата калия восстановилась. Это означает, что мы можем предположить, что восстановилось половина молярного количества дихромата калия.
Восстановленный сернистый газ (SO2) рассчитывается следующим образом:
33,6 л (н.у.) × (1 моль / 22,4 л (н.у.)) = 1,5 моль SO2
Молярная масса SO2 равна 64 г/моль, поэтому масса восстановленного SO2 составляет:
1,5 моль × 64 г/моль = 96 г
Так как восстановлен только половину молярного количества дихромата калия, мы можем сказать, что масса исходного дихромата калия равна удвоенной массе восстановленного SO2:
2 × 96 г = 192 г
Теперь рассмотрим массу исходного раствора дихромата калия, которая составляет 1200 г. Нам нужно найти массовую долю дихромата калия в этом растворе (в процентах).
Массовая доля (в процентах) рассчитывается по формуле:
Массовая доля = (масса компонента / масса раствора) × 100
Подставляем значения:
Массовая доля = (192 г / 1200 г) × 100 ≈ 16,0%
Таким образом, массовая доля дихромата калия в исходном растворе составляет около 16,0%.