Определить степень диссоциации 10-6 М тимолового синего (рК = 1,65; рК, = 9,20) в растворе, содержащем: 1) 2 моль/л NHz + 0,2 моль/л NE CI; ...
Условие:
Определить степень диссоциации 10-6 М тимолового синего (рК = 1,65; рК, = 9,20) в растворе, содержащем: 1) 2 моль/л NHz + 0,2 моль/л NE CI; 2) 0,001 моль/л NaOH. Указать цвет каждого раствора.
Решение:
Для определения степени диссоциации тимолового синего в различных растворах, мы можем использовать уравнение Генри.
Уравнение Генри выглядит следующим образом:
Kd = [H+] * [A-] / [HA]
где Kd - константа диссоциации, [H+] - концентрация ионов водорода, [A-] - концентрация диссоциированных ионов, [HA] - концентрация недиссоциированной формы.
- Для раствора, содержащего 2 моль/л NH4+ и 0,2 моль/л Cl-, мы можем использовать концентрации ионов водорода и аммония для расчета степени диссоциации.
Сначала определим концентрацию ионов водорода ([H+]) в растворе. Поскольку раствор содержит 2 моль/л NH4+, мы можем предположить, что все аммоний ионизируется, и концентрация ионов водорода будет равна 2 моль/л.
[H+] = 2 моль/л
Теперь определим концентрацию диссоциированных ионов ([A-]). Поскольку тимоловый синий имеет две кислотные группы, он будет диссоциировать на два аниона.
[A-] = 2 * [H+] = 2 * 2 моль/л = 4 моль/л
Также нам известно, что рК = 1,65, поэтому мы можем использовать это значение для расчета концентрации недиссоциированной формы ([HA]).
pK = -log10(Kd)
Kd = 10^(-pK) = 10^(-1,65) = 0,0282
[HA] = [H+] * [A-] / Kd = 2 моль/л * 4 моль/л / 0,0282 = 282,39 моль/л
Теперь мы можем рассчитать степень диссоциации:
Степень диссоциации = [A-] / ([A-] + [HA]) = 4 моль/л / (4 моль/л + 282,39 моль/л) = 0,014
Цвет раствора тимолового синего в данном случае будет зависеть от степени диссоциации. Если степень диссоциации низкая, то цвет раствора будет более интенсивным, а если степень диссоциации высокая, то цвет будет более бледным. В данном случае, поскольку степень диссоциации составляет 0,014, можно предположить, что цвет раствора будет довольно интенсивным.
- Для раствора, содержащего 0,001 моль/л NaOH, мы можем использовать концентрацию гидроксидных ионов ([OH-]) для расчета степени диссоциации.
Поскольку раствор содержит 0,001 моль/л NaOH, мы можем предположить, что все гидроксидные ионы ионизируются, и концентрация гидроксидных ионов будет равна 0,001 моль/л.
[OH-] = 0,001 моль/л
Теперь определим концентрацию диссоциированных ионов ([A-]). Поскольку тимоловый синий имеет две кислотные группы, он будет диссоциировать на два аниона.
[A-] = 2 * [OH-] = 2 * 0,001 моль/л = 0,002 моль/л
Также нам известно, что рК = 9,20, поэтому мы можем использовать это значение для расчета концентрации недиссоциированной формы ([HA]).
pK = -log10(Kd)
Kd = 10^(-pK) = 10^(-9,20) = 6,31 * 10^(-10)
[HA] = [OH-] * [A-] / Kd = 0,001 моль/л * 0,002 моль/л / 6,31 * 10^(-10) = 0,632 моль/л
Теперь мы можем рассчитать степень диссоциации:
Степень диссоциации = [A-] / ([A-] + [HA]) = 0,002 моль/л / (0,002 моль/л + 0,632 моль/л) = 0,003
Цвет раствора тимолового синего в данном случае также будет зависеть от степени диссоциации. Поскольку степень диссоциации составляет 0,003, можно предположить, что цвет раствора будет довольно бледным.