Какова доля ионизации магния в растворе сульфата меди с массой 0,22 г и концентрацией 0,01 моль/л?

Kiska

4

Доля ионизации (также известная как степень диссоциации) может быть вычислена с использованием формулы:

\[ \alpha = \frac{{\text{количество ионизированных частиц}}}{{\text{общее количество частиц}}}\]

В данном случае, мы ищем долю ионизации магния (Mg) в растворе сульфата меди (CuSO₄).

Шаг 1: Определение количества магния (Mg)

Для этого мы должны знать молярную массу магния (Mg) и использовать это знание, чтобы определить количество магния (Mg) в растворе.

Молярная масса магния (Mg) равна 24,31 г/моль. Мы знаем, что масса раствора сульфата меди составляет 0,22 г.

Используя формулу:

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

где \( n \) - количество вещества, \( m \) - масса вещества, \( M \) - молярная масса вещества, мы можем найти количество магния в растворе:

\[ n_{Mg} = \frac{{0,22 \, г}}{{24,31 \, г/моль}}\]

\[ n_{Mg} \approx 0,00905 \, моль\]

Шаг 2: Определение доли ионизации магния (Mg)

Теперь, чтобы определить долю ионизации магния в растворе, нам необходимо знать, каким образом магний реагирует с сульфатом меди.

В молекуле сульфата меди (CuSO₄) магний (Mg) замещает медь (Cu), образуя магнийсульфат (MgSO₄). В этом процессе магний ионизируется, то есть образует ионы магния (Mg²⁺).

Кроме того, известно, что в данной задаче концентрация раствора сульфата меди составляет 0,01 моль/л. Это означает, что общее количество частиц в растворе (N₀) может быть найдено с использованием формулы:

\[ N₀ = C \cdot V\]

где \(C\) - концентрация, \(V\) - объем раствора.

Шаг 3: Нахождение доли ионизации магния (Mg)

Теперь мы можем использовать найденные значения, чтобы найти долю ионизации магния (Mg) в растворе.

Из шага 2, общее количество частиц в растворе составляет:

\[ N₀ = (0,01 \, моль/л) \cdot (1,00 \, л) = 0,01 \, моль\]

Чтобы найти количество ионизированных ионов магния (N₁), мы можем воспользоваться уравнением реакции:

\[ \text{CuSO₄} + \text{Mg} \rightarrow \text{MgSO₄} + \text{Cu}\]

Уравнение показывает, что каждая молекула сульфата меди ионизируется полностью, а каждая молекула магния также ионизируется полностью. Следовательно, количество ионов магния (Mg²⁺) равно количеству магния (Мg) в растворе, то есть:

\[ N₁ = n_{Mg} = 0,00905 \, моль\]

Используя формулу для доли ионизации:

\[ \alpha = \frac{{N₁}}{{N₀}} \cdot 100\% = \frac{{0,00905 \, моль}}{{0,01 \, моль}} \cdot 100\% \]

\[ \alpha \approx 90,5\%\]

Таким образом, доля ионизации магния (Mg) в растворе сульфата меди составляет примерно 90,5%.