Для решения задачи по вычислению константы диссоциации H₂S по первой ступени, следуем следующим шагам.
### Шаг 1: Записать уравнение диссоциации H₂S
Сероводород диссоциирует по следующему уравнению:
H₂S ⇌ H⁺ + HS⁻
### Шаг 2: Определить начальную концентрацию H₂S
Обозначим начальную концентрацию H₂S как C. Степень диссоциации обозначим как альфа (α). В данной задаче нам известна степень диссоциации: α = 0,141% = 0,00141.
### Шаг 3: Выразить концентрацию ионов водорода
После диссоциации H₂S на каждые 1 моль H₂S получается 1 моль H⁺ и 1 моль HS⁻. Тогда:
[H⁺] = α * C
### Шаг 4: Установить данные для вычислений
Согласно условию, концентрация ионов водорода [H⁺] равна 4,02 × 10^(-5) моль/л. Подставим это в уравнение:
4,02 × 10^(-5) = α * C
4,02 × 10^(-5) = 0,00141 * C
### Шаг 5: Найти начальную концентрацию H₂S
Теперь выразим C:
C = 4,02 × 10^(-5) / 0,00141
Рассчитаем:
C ≈ 0,0285 моль/л
### Шаг 6: Вычислить константу диссоциации (K₁)
Константа диссоциации K₁ для первой ступени диссоциации H₂S запишется по формуле:
K₁ = [H⁺] * [HS⁻] / [H₂S]
Где:
— [H⁺] = 4,02 × 10^(-5) моль/л
— [HS⁻] = 4,02 × 10^(-5) моль/л (поскольку на каждую молекулу H₂S образуются одна молекула H⁺ и одна молекула HS⁻)
— [H₂S] = C — [H⁺] = 0,0285 — 4,02 × 10^(-5)
Теперь находим [H₂S]:
[H₂S] ≈ 0,0285 — 0,0000402 ≈ 0,0284598 моль/л (приблизительно равно 0,0285 моль/л)
### Шаг 7: Подставить значения в уравнение для K₁
Теперь подставляем все известные значения в формулу для K₁:
K₁ = (4,02 × 10^(-5)) * (4,02 × 10^(-5)) / (0,0285)
K₁ ≈ (1,616 × 10^(-9)) / (0,0285)
### Шаг 8: Рассчитать значение K₁
K₁ ≈ 5,67 × 10^(-8)
### Ответ
Константа диссоциации H₂S по первой ступени составляет примерно 5,67 × 10^(-8).