Rozwiązanie:

a)

Dane:

$c_{\mathrm{HR}}=2,42\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

$\text{pH}=2,18$

Szukane:

$K_{\text{a}}=?$

Obliczenia:

Znając pH roztworu obliczamy stężenie jonów H⁺:

$\left[\mathrm{H}{}^{+}\right]=10^{-\text{pH}}$

$\left[\mathrm{H}{}^{+}\right]=10^{-2,18}=6,61\cdot 10^{-3}\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

Stężenie jonów H⁺ będzie równe stężeniu jonów zdysocjowanych, możemy więc obliczyć stopień dysocjacji kwasu HR:

$\alpha =\frac{c_{\text{zdys.}}}{c_{\mathrm{HR}}}$

$\alpha =\frac{6,61\cdot 10^{-3}\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}}{2,42\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}}$

$\alpha =2,73\cdot 10^{-3}$

Znając stężenie kwasu HR i stopień dysocjacji - korzystając z wzoru wynikającego z prawa rozcieńczeń Ostwalda:

$K_{\text{a}}=\frac{{\alpha }^2\cdot c_{\mathrm{HR}}}{1-\alpha }$

$K_{\text{a}}=\frac{{\left(2,73\cdot 10^{-3}\right)}^2\cdot 2,42}{1-2,73\cdot 10^{-3}}$

$K_{\text{a}}=1,8\cdot 10^{-5}$

Odpowiedź: Stała dysocjacji kwasu HR wynosi 1,8 ⋅ 10^-5.

 

b) 

Po sprawdzeniu w tablicach chemicznych wartości stałych dysocjacji dla podanych kwasów można zidentyfikować kwas HR jako CH₃COOH.