Каково количество молекул сернистой кислоты, находящихся в недиссоциированном состоянии в растворе сернистой кислоты

Для решения этой задачи мы должны использовать формулу для вычисления количества молекул вещества, которое можно получить, зная его массу и молярную массу.

1. Сначала нам нужно определить молярную массу сернистой кислоты (H2SO3). Молярная масса определяется суммированием атомных масс всех атомов в молекуле. В нашем случае, молярная масса сернистой кислоты равна:

\[M(H_2SO_3) = (2 \cdot M(H)) + M(S) + (3 \cdot M(O))\]

где \(M(H)\), \(M(S)\) и \(M(O)\) - атомные массы атомов водорода, серы и кислорода соответственно. Для удобства вычислений, давайте представим молярные массы элементов в г/моль:

\(M(H) = 1 \, \text{г/моль}\)

\(M(S) = 32.06 \, \text{г/моль}\)

\(M(O) = 16 \, \text{г/моль}\)

Подставив значения в формулу, получаем:

\[M(H_2SO_3) = (2 \cdot 1) + 32.06 + (3 \cdot 16) = 2 + 32.06 + 48 = 82.06 \, \text{г/моль}\]

2. После того, как мы определили молярную массу сернистой кислоты, мы можем вычислить количество вещества (в молях) по формуле:

\[n = \frac{m}{M}\]

где \(n\) - количество вещества в молях, \(m\) - масса вещества в граммах, \(M\) - молярная масса вещества. В нашем случае, масса сернистой кислоты равна 100 г (указано в задаче), а молярная масса равна 82.06 г/моль (вычислено ранее). Подставив значения в формулу, получаем:

\[n = \frac{100}{82.06} \approx 1.218 \, \text{моль}\]

3. Далее нам нужно учесть степень диссоциации, которая равна отношению количества диссоциированных молекул к общему количеству молекул. В нашем случае, степень диссоциации равна 0.02. Это значит, что 2% молекул сернистой кислоты диссоциировало, а 98% осталось недиссоциированными.

4. Итак, чтобы найти количество недиссоциированных молекул, мы должны умножить общее количество молекул на долю недиссоциированных молекул:

\[n_{\text{недисс}} = n \cdot (1 - \text{степень диссоциации})\]

Подставив значения, получаем:

\[n_{\text{недисс}} = 1.218 \cdot (1 - 0.02) \approx 1.194 \, \text{моль}\]

5. Наконец, чтобы вычислить количество молекул сернистой кислоты, находящихся в недиссоциированном состоянии, мы должны умножить количество недиссоциированных молекул на Авогадро число (\(N_A\)), которое равно около \(6.022 \cdot 10^{23}\) молекул/моль:

\[N_{\text{молекул}} = n_{\text{недисс}} \cdot N_A\]

Подставим значения и получим окончательный ответ:

\[N_{\text{молекул}} = 1.194 \cdot (6.022 \cdot 10^{23}) \approx 7.20 \cdot 10^{23} \, \text{молекул}\]

Таким образом, в растворе сернистой кислоты массой 100 г с концентрацией 4% и степенью диссоциации 0.02 содержится около \(7.20 \cdot 10^{23}\) молекул недиссоциированной сернистой кислоты.