Химия: расследуем мир веществ Урок 62 из 67
Почему сильная кислота не обязательно концентрированная?
Разделим степень ионизации и количество вещества на литр раствора.
Опорная карта
Схема модели
Только бумага, калькулятор и готовые данные. Не пробуйте, не нюхайте, не смешивайте и не нагревайте химикаты; не открывайте бытовые средства и неизвестные ёмкости. Нейтральный pH не доказывает безопасность. Не применяйте учебную нейтрализацию к коже, глазам, разливам или неизвестным смесям.
Ситуация и вопрос
Две записи называют кислоту «сильной» и раствор «концентрированным», будто это синонимы. Но одно слово описывает поведение вещества в воде, другое — состав раствора. Какие данные нужны для каждого вывода? Вернитесь к молярной концентрации из урока 56; пробовать или смешивать образцы не нужно.
Новые слова без пропусков
Сила кислоты связана с равновесием её ионизации в данном растворителе: сильная одноосновная кислота в разбавленной водной модели ионизируется практически полностью, слабая — частично. Аналитическая концентрация c₀ учитывает внесённое вещество независимо от его формы. Степень ионизации α — доля ионизировавшихся исходных кислотных единиц.
Предскажите
Предскажите, может ли слабая кислота в более концентрированном растворе дать больше H₃O⁺, чем сильная в очень разбавленном. Не сравнивайте только названия. Для сравнения нужны c₀ и данные о равновесии; у слабой кислоты α не является одной неизменной долей для любого разбавления.
Исследуйте или разберите данные
Дана условная модель одноосновной HA: из десяти кислотных единиц одна представлена как A⁻ вместе с H₃O⁺, девять остаются HA. Вода на рисунке не показана; это схема заданного состояния, не измеренная микрофотография. Найдите α. Отдельно карточки дают c₀=0,010 моль/л, α=0,10 и c₀=0,00010 моль/л, α≈1.
| Объект / шаг | Дано / расчёт | Вывод |
|---|---|---|
| HA | 9 HA + A⁻ + H₃O⁺ | α = 1/10 |
| c₀ = 0.010; α = 0.10 | c₀ × α | 0.0010 mol/L |
| c₀ = 0.00010; α ≈ 1 | c₀ × α | ≈ 0.00010 mol/L |
Разобранный пример
Для картинки α=1/10=0,10. В первой числовой карточке вклад кислоты в c(H₃O⁺)≈0,010×0,10=0,0010 моль/л; во второй ≈0,00010 моль/л. При пренебрежимо малом вкладе воды первая даёт больше H₃O⁺, хотя ионизирована лишь часть. Данные α заданы для каждой карточки отдельно.
Где легко ошибиться
Ошибка: объявлять слабую кислоту безвредной, а сильную — обязательно концентрированной. Опасность оценивают по составу, концентрации и документации продукта. Нельзя переносить α=0,10 на другой раствор без данных. Формула HA + H₂O ⇌ H₃O⁺ + A⁻ сохраняет атомы и заряд при любой допустимой степени ионизации.
Перенос в новый случай
Новый случай: карточка X содержит слабую одноосновную кислоту с c₀=0,020 моль/л и заданной α=0,05. Карточка Y — сильную с c₀=0,00020 моль/л. Найдите приближённые c(H₃O⁺) и отношение X/Y, предполагая применимость разбавленной модели и малость вклада воды. Какие данные понадобятся после разбавления X?
Ответ и проверка памяти
Проверка: X даёт 0,0010 моль/л, Y — 0,00020; отношение 5. Для разбавленного X потребуется новое равновесное состояние или константа кислоты и расчёт; прежнюю α сохранять нельзя. Восстановите различие «сила — концентрация — опасность» и поясните, почему эти три характеристики не заменяют друг друга.
Задание
c₀=0,030 моль/л и заданная α=0,020: вклад HA в H₃O⁺? Сохраняется ли α при любом разбавлении?
Ответы
Показать ответы
0,00060 моль/л при указанных допущениях; нет, требуется новое равновесие.
Когда вернуться
Закройте страницу и через 10 минут воспроизведите карту, определите термины своими словами и решите новый случай. Через сутки и через неделю повторите без подсказки. Если ошибка осталась, вернитесь к разобранному примеру и запишите, какой шаг был пропущен.
Источники и границы
Если вы нашли ошибку или опечатку в тексте статьи, то сообщите нам об этом
Комментарии (0)
Войдите, чтобы оставить комментарий →
Пока нет комментариев. Будьте первым.