Вычислите степень диссоциации и pH раствора муравьиной кислоты концентрацией 0,2 моль/л.

Для вычисления степени диссоциации и pH раствора муравьиной кислоты (HCOOH) с концентрацией 0,2 моль/л нужно выполнить несколько шагов.

1. Запишем уравнение диссоциации муравьиной кислоты.
   Муравьиная кислота диссоциирует в воде следующим образом:

$\text{HCOOH} \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{HCOO}^-$

2. Найдем константу диссоциации (K_a) для муравьиной кислоты.
   Константа диссоциации для муравьиной кислоты (K_a) равна:

$K_a = 1.8 \times 10^{-4}$

3. Составим и решим выражение для константы диссоциации.
   Для раствора с начальной концентрацией кислоты 0,2 моль/л, предположим, что степень диссоциации кислоты обозначена буквой $\alpha$. Это означает, что концентрация ионов водорода ($\text{H}^+$) и ионов муравьиной кислоты ($\text{HCOO}^-$) в равновесии будет равна $0,2\alpha$.

Соответственно, концентрация оставшейся недиссоциированной кислоты в равновесии будет $0,2(1 - \alpha)$.

Константа диссоциации выражается как:

Подставляем значения:

Упростим это выражение:

Решаем это уравнение для $\alpha$. При малых значениях $\alpha$ (поскольку K_a маленькая, степень диссоциации будет небольшой), можно пренебречь выражением $1 - \alpha$ и приравнять его к 1:

Упростим:

Итак, степень диссоциации $\alpha = 0,03$, что означает, что 3% молекул муравьиной кислоты диссоциируют в растворе.

4. Вычислим концентрацию ионов водорода $[\text{H}^+]$.
   Концентрация ионов водорода в равновесии будет равна $[\text{H}^+] = 0,2 \times \alpha = 0,2 \times 0,03 = 0,006$ моль/л.

5. Вычислим pH раствора.
   pH можно вычислить по формуле:

Подставляем значение концентрации ионов водорода:

Ответ:
Степень диссоциации муравьиной кислоты в растворе составляет 0,03 (или 3%), а pH раствора равен 2,22.