Dane:

$m_{\mathrm{CH}{}_3\mathrm{COOH}}=3\mathrm{g}$

$V_{}=250\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3=0,25\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3$

$N_{\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}}=1,25\cdot 10^{21}$

Szukane:

$\alpha =?$

Obliczenia:

Korzystając z liczby Avogadro przeliczymy liczbę kationów oksoniowych na ich liczbę moli:

$\begin{array}{ccc}1\mathrm{mol}& -& 6,02\cdot 10^{23}\text{jonoˊw}\\ n_{\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}}& -& 1,25\cdot 10^{21}\text{jonoˊw}\end{array}$

$n_{\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}}=\frac{1,25\cdot 10^{21}\cdot 1\mathrm{mol}}{6,02\cdot 10^{23}}=2,076\cdot 10^{-3}\mathrm{mol}$

Kwas octowy dysocjuje zgodnie z równaniem:

$\mathrm{CH}{}_3\mathrm{COOH}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\rightleftarrows \mathrm{CH}{}_3\mathrm{COO}{}^{-}+\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}$

Liczba moli cząsteczek zdysocjowanych jest więc równa liczbie moli jonów oksoniowych i wynosi:

$n_z=n_{\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}}=2,076\cdot 10^{-3}\mathrm{mol}$

Znając masę molową CH₃COOH (60 g/mol) przeliczymy masę na liczbę moli CH₃COOH:

$n_{\mathrm{CH}{}_3\mathrm{COOH}}=\frac{m_{\mathrm{CH}{}_3\mathrm{COOH}}}{M_{\mathrm{CH}{}_3\mathrm{COOH}}}=\frac{3\mathrm{g}}{60\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}}=0,05\mathrm{mol}$

Liczba moli CH₃COOH jest więc równa liczbie cząsteczek kwasu wprowadzonych do roztworu:

$n_{wprow.}=n_{\mathrm{CH}{}_3\mathrm{COOH}}=0,05\mathrm{mol}$

Stopień dysocjacji obliczymy korzystając z wzoru:

$\alpha =\frac{n_z}{n_{wprow.}}\cdot 100\%$

$\alpha =\frac{2,076\cdot 10^{-3}\mathrm{mol}}{0,05\mathrm{mol}}\cdot 100\%$

$\alpha =4,152\%$

 

Odpowiedź: Stopień dysocjacji kwasu octowego w tym roztworze wynosi  4,152%.