Obliczamy stężenie molowe kationów wodorowych H⁺ (jonów oksoniowych H₃O⁺) w roztworze o pH = 2,18:

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

$\left[\mathrm{H}{}^{+}\right]=10^{-2,18}$

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

Wiedząc, że stopień dysocjacji kwasu to iloraz stężenia jego formy zdysocjowanej do całkowitego stężenia elektrolitu wprowadzonego do roztworu:

$\alpha =\frac{\left[\mathrm{A}{}^{-}\right]}{c_0}$

gdzie:

α - stopień dysocjacji,

[A^-] - stężenie molowe formy zdysocjowanej elektrolitu,

c₀ - całkowite stężenie elektrolitu.

oraz, że dla jednoprotonowego kwasu HA:

$\left[\mathrm{H}{}^{+}\right]=\left[\mathrm{A}{}^{-}\right]$

Wyznaczamy stopień dysocjacji tego kwasu, wiedząc, że całkowite stężenie kwasu w roztworze wynosi c₀ = 2,42 mol/dm³:

$\alpha =\frac{\left[\mathrm{H}{}^{+}\right]}{c_0}$

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

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

Skoro

$\alpha <5\%$

do wyznaczenia stałej dysocjacji kwasu K_a korzystamy z uproszczonego prawa rozcieńczeń Ostwalda:

${\mathrm{K}}_a={\alpha }^2\cdot c_0$

${\mathrm{K}}_a={\left(2,73\cdot 10^{-3}\right)}^2\cdot 2,42$

${\mathrm{K}}_a\approx 1,8\cdot 10^{-5}$

 

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

 

b)

Wzór kwasu, którego roztwór analizowano:

CH₃COOH • H₂CO₃ • C₆H₅OH • HCl • HClO₂