Помогите с решением задачи
Для начала напишем все реакции, проходящие в растворе
SO_{2(gas)} \rightleftharpoons SO_{2(aq)}
SO_{2(aq)} + H_2O \rightleftharpoons H_2SO_3
H_2SO_3 \rightleftharpoons H^+ + HSO_3^-
Пусть раствор у нас объемом 1 литр (чтобы удобно было делать расчеты).
Если у нас концентрация ионов водорода равна 0.061 моль/л, то концентрация аниона HSO_3^- будет такой же, так как при образовании первого образуется и второй. Дальше нам дана информация насчет степени диссоциации, то есть 8.6% - это соотношение продиссоциировавшей кислоты на всю концентрацию сернистой кислоты. Выражение будет иметь такой вид:
\alpha = \frac{[HSO_3^-]}{[HSO_3^-]+[H_2SO_3]}=\frac{0.061}{0.061+x}=0.086
Решая это уравнение получаем, что x = 0.6483 моль/л
По такой же схеме найдем концентрацию растворенного газа
\alpha_2 = \frac{[H_2SO_3]}{[H_2SO_3]+[SO_{2(aq)}]}=\frac{0.6483}{0.6483+y}=0.388
y=1.02258 моль/л
Растворимость оксида серы - это просто сумма всех ее концентраций в растворе и получим, что S=1.022 + 0.6483 + 0.061 = 1.732 моль/л
Дальше так как нас просят рассчитать ее объем пользуемся всеми известной формулой
PV=nRT
V = \frac{nRT}{P}=\frac{1.732*8.314*298}{101.325}=42.34
Остался последний шаг: поделить эту величину на объем воды. В начале мы взяли, что объем раствора равен одному литру. Можно предположить, что объем раствора не сильно изменился при растворении SO_2 и 1 литр это и есть объем воды, но походу автор задачи хочет, чтобы мы нашли точное соотношение (поэтому есть данные о плотности раствора).
m(раствора) = \rho * V= 1000ml*1.1g/ml=1100g. Из них на SO_2 приходится 1.732mol * 64g/mol = 110.848 g
А значит масса воды m(H_2O) =1100-110.848=989.152g. Это соответствует 0.989 литру, как видишь объем немного изменился.
Наконец финальная растворимость будет равна = 42.34/0.989=42.8 литров SO_2 на литр воды.
4 лайка
Большое спасибо