سوال ۶ — سؤال ۶ امتحان نهایی شیمی ۳ — شهریور ۱۴۰۵، نوبت عصر

آ) $10^{-5}$

ب) کم؛ زیرا $K_a$ آن کوچک است (یا: میزان یونش آن کم است).

پ)

$$[\mathrm{H^+}] = [\mathrm{X^-}] \Rightarrow K_a = \frac{[\mathrm{H^+}][\mathrm{X^-}]}{[\mathrm{HX}]} = \frac{10^{-3} \times 10^{-3}}{0.2} = 5\times10^{-6}$$

آ) غلظت دو اسید یکسان است. در یک محلول آبی هرچه $[\mathrm{OH^-}]$ بیشتر باشد، $[\mathrm{H^+}]$ کمتر است. پس در محلول HB یون هیدروژن کمتری هست؛ یعنی HB اسید ضعیف‌تری از HA است و $K_a$ کوچک‌تری دارد:

$$K_a(\mathrm{HA}) > K_a(\mathrm{HB}) = 10^{-9}$$

از دو عدد داده‌شده، فقط $10^{-5}$ از $10^{-9}$ بزرگ‌تر است؛ پس $K_a$ اسید HA می‌تواند $10^{-5}$ باشد.

ب) کم. ثابت یونش HB برابر $10^{-9}$ و بسیار کوچک است. $K_a$ کوچک یعنی در حالت تعادل، غلظت یون‌ها در صورت کسر در برابر غلظت اسید یونیده‌نشده در مخرج بسیار ناچیز است؛ پس تنها بخش بسیار کمی از مولکول‌های HB یونیده می‌شوند و واکنش پیشرفت کمی دارد.

پ) از یونش هر مولکول HX یک یون $\mathrm{H^+}$ و یک یون $\mathrm{X^-}$ تولید می‌شود؛ پس غلظت این دو یون برابر است:

$$[\mathrm{H^+}] = [\mathrm{X^-}] = 10^{-3}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$$

غلظت تعادلی اسید داده شده ($[\mathrm{HX}] = 0.2$)، پس در عبارت ثابت تعادل جای‌گذاری می‌کنیم:

$$K_a = \frac{[\mathrm{H^+}][\mathrm{X^-}]}{[\mathrm{HX}]} = \frac{10^{-3} \times 10^{-3}}{0.2} = \frac{10^{-6}}{0.2} = 5\times10^{-6}$$