При какой концентрации муравьиной кислоты HCOOH 98% молекул будут находиться в неионизированном состоянии?

Чтобы решить данную задачу, нам понадобится использовать процентную концентрацию муравьиной кислоты и ее диссоциации в водном растворе.

Итак, давайте начнем. Предположим, что у нас есть раствор муравьиной кислоты HCOOH с концентрацией X%. Это означает, что из общего количества молекул муравьиной кислоты только X% находится в растворе, а остальные (100% - X%) находятся в неизменном (неионизированном) состоянии.

Для процесса диссоциации муравьиной кислоты в воде существует равновесное соотношение:
\[HCOOH ⇌ H^+ + COO^-\]
То есть, муравьиная кислота HCOOH диссоциирует на положительный ион водорода H^+ и отрицательный ион ацетата COO^-. В данной задаче интересует процент неионизированных молекул, поэтому мы исключим ионы из рассмотрения и сконцентрируемся только на HCOOH.

Теперь важно понять, что концентрация воды и концентрация муравьиной кислоты в водном растворе взаимообратно связаны. То есть, если концентрация муравьиной кислоты увеличивается, концентрация воды уменьшается, и наоборот.

Теперь рассмотрим, как именно мы можем связать концентрацию муравьиной кислоты с ее неионизированным состоянием. Для этого нам понадобится знать значение диссоциационной константы кислоты (Ka). Диссоциационная константа характеризует степень диссоциации кислоты в растворе и выражается следующим образом:
\[Ka = \frac{{[H^+][COO^-]}}{{[HCOOH]}}\]
где [H^+], [COO^-] и [HCOOH] представляют концентрации ионов и молекул водорода H^+ и ацетата COO^- и муравьиной кислоты HCOOH соответственно.

Чтобы ответить на вопрос задачи, мы должны найти такую концентрацию муравьиной кислоты (X%), при которой диссоциационная константа Ka будет максимальной. При этом условии, большинство молекул муравьиной кислоты находится в неионизированном состоянии.

Итак, чтобы найти концентрацию муравьиной кислоты с максимальным количеством неионизированных молекул, мы должны учесть следующее:

1. Концентрация воды и концентрация муравьиной кислоты взаимообратно связаны. Чем выше концентрация муравьиной кислоты, тем ниже концентрация воды.
2. Большая концентрация муравьиной кислоты приводит к большему количеству неионизированных молекул, так как диссоциация муравьиной кислоты уменьшается с увеличением концентрации кислоты.

Таким образом, можно сделать вывод, что при концентрации муравьиной кислоты, близкой к 100%, большинство молекул будет находиться в неионизированном состоянии.