Obliczanie stałej równowagi dimeryzacji kwasu octowego. Zadanie 6. Zbiór zadań problemowych CKE z chemii (4 punkty)
Cząsteczki kwasu etanowego mogą łączyć się wiązaniami wodorowymi i tworzyć dimer:
Ten dimer występuje w stanie gazowym oraz w roztworach kwasu etanowego w rozpuszczalnikach nietworzących z nim wiązań wodorowych. Roztwór 60,0 g kwasu octowego (1,00 mol) w 100,0 g benzenu wykazuje temperaturę wrzenia wyższą o 20,1 °C względem wrzenia czystego benzenu. Podwyższenie temperatury wrzenia rozpuszczalnika jest proporcjonalne do łącznej liczby drobin substancji rozpuszczonej w rozpuszczalniku. Tę zależność opisuje poniższy wzór:
gdzie ∆𝑡 to różnica temperatury wrzenia roztworu i czystego rozpuszczalnika (wyrażona w °C), 𝑛 – sumaryczna liczba drobin w roztworze (wyrażona w molach), 𝑚r – masa rozpuszczalnika (wyrażona w kilogramach), a 𝐾b – stała ebulioskopowa, której wartość dla benzenu wynosi 2,51 °C∙kg∙mol–1 .
Oblicz stężeniową stałą równowagi reakcji: 2CH3COOH ⇄ (CH3COOH)2 w temperaturze T. W obliczeniach pomiń autodysocjację kwasu octowego i przyjmij, że otrzymany roztwór CH3COOH w benzenie miał gęstość równą 0,96 g∙cm–3.