Vypočítajte pH nasledujúcich vodných roztokov?

Vypočítajte pH nasledujúcich vodných roztokov?
Anonim

odpoveď:

Výstraha! Dlhá odpoveď. a) pH = 5,13; b) pH = 11,0

vysvetlenie:

Pre):

Chlorid amónny, # # NH_4Cl rozpúšťa v roztoku za vzniku amónnych iónov # NH_4 ^ (+) # ktoré pôsobia ako slabá kyselina protonizujúcou vodou za vzniku amoniaku, t # NH_3 (aq) # a ióny hydronia # H_3O ^ (+) (aq) #:

# NH_4 ^ (+) (aq) + H_20 (l) -> NH3 (aq) + H_30 ^ (+) (aq) #

Ako vieme # # K_b pre amoniak, môžeme nájsť # # K_a pre amónny ión. Pre daný pár kyselina / báza:

#K_a krát K_b = 1,0-krát 10 ^ -14 # za štandardných podmienok.

takže, #K_a (NH_4 ^ (+)) = (1,0-krát 10 ^ -14) / (1,8-krát 10 ^ -5) = 5,56-krát 10 ^ -10 #

Zapojte koncentráciu a # # K_a hodnotu do výrazu:

#K_a = (H_3O ^ (+) krát (NH_3) / (NH_4 ^ (+)) #

# 5,56 krát 10 ^ -10 ~ ~ (H_3O ^ (+) krát NH_3 / (0,1) #

# 5,56 krát 10 ^ -11 = H_3O ^ (+) ^ 2 #

(ako môžeme predpokladať, že pre každú formu amoniaku, ktorý sa tvorí, sa musí vytvoriť jedna molekula hydrónia. # # K_a je malý, takže #x 0.1 #.)

# H_3O ^ (+) = 7,45 krát 10 ^ -6 #

# PH = -log H_3O ^ (+) #

# pH = -log (7,45 krát 10 ^ -6) #

#pH cca 5,13 #

Pre b):

(I) Po zmiešaní sa zistia prítomné druhy.

Rovnica pre reakciu je

#color (biela) (mmmmm) "OH" ^ "-" + "NH" _4 ^ "+" -> "NH" _3 + "H" _2 "O" #

# "I / mol": farba (biela) (mll) 0,010 farba (biela) (mll) 0,010 farby (biela) (mol / L) 0 #

# "C / mol": farba (biela) (m) "- 0.010" farba (biela) (ml) "- 0.010" farba (biela) (m) "+ 0.010" #

# "E / mol": farba (biela) (mll) 0farebná (biela) (mmmm) 0farebná (biela) (mmml) 0,010 #

# "Móly OH" ^ "-" = "0.100 L" × "0.1 mol" / "1 L" = "0.010 mol" #

# "Móly NH" _4 ^ "+" = "0.100 L" × "0.1 mol" / "1 L" = "0.010 mol" #

Takže budeme mať 200 ml vodného roztoku obsahujúceho 0,010 mol amoniaku a pH by malo byť vyššie ako 7.

(Ii) Vypočítajte pH roztoku

# "NH" _3 = "0,010 mol" / "0,200 L" = "0,050 mol / l" #

Chemická rovnica pre rovnováhu je

# "NH" _3 + "H" _2 "O" "NH" _4 ^ "+" + "OH" ^ "-" #

Prepíšme to takto

# "B" + "H" _2 "O" "BH" ^ "+" + "OH" ^ "-" #

Na výpočet môžeme použiť tabuľku ICE.

#color (biela) (mmmmmmmll) "B" + "H" _2 "O" "BH" ^ "+" + "OH" ^ "-" #

# "I / moll" ^ "- 1": farba (biela) (MLL) 0.050color (biely) (mmmmmll) 0color (biely) (MMM) 0 #

# "C / moll" ^ "- 1": farba (biela) (mm) "-" xcolor (biely) (mmmmmll) "+" xcolor (biely) (MLL) "+" x #

# "E / moll" ^ "- 1": farba (biela), (m) "0.050-" xcolor (biely) (mmmmm) xcolor (biely) (MMM) x #

#K_text (b) = ("BH" ^ "+" "OH" ^ "-") / ("B") = x ^ 2 / ("0.050-" x) = 1.8 × 10 ^ "- 5" #

Skontrolujte, či nie je zanedbateľná:

#0.050/(1.8 × 10^'-5') = 3 × 10^3 > 400#. #x 0.050 #

# x ^ 2 / 0,050 = 1,8 × 10 ^ "- 5" #

# x ^ 2 = 0,050 × 1,8 × 10 ^ "- 5" = 9,0 × 10 ^ "- 7" #

#x = 9.5 × 10 ^ "- 4" #

# "OH" ^ "-" = 9,5 × 10 ^ "- 4" farba (biela) (l) "mol / L" #

# "pOH" = -log (9,5 × 10 ^ "- 4") = 3,0 #

# "pH = 14,00 - pOH = 14,00 - 3,0" = 11,0 #