Mekkora a pH értéke 5,0 × 10 - 2 M H2CO3-ban?

Mekkora a pH értéke 5,0 × 10 - 2 M H2CO3-ban?
Anonim

Válasz:

Lásd lentebb:

Figyelem: Hosszú válasz!

Magyarázat:

# # H_2CO_3vagy szénsav, egy gyenge sav, amelyet a vízzel reagáló szén-dioxid képez.

# CO_2 (g) + H_2O (l) rightleftharpoons H_2CO_3 (aq) #

Gyenge savként csak részlegesen disszociálódik a vízben, és disszociációs állandója van. # # K_a, nak,-nek # 4.3-szor 10 ^ -7 # A táblázat szerint. Tényleg, a szénsav diprotikus, ami azt jelenti, hogy kétszer szétválik, így van egy másodpercünk # # K_a a második disszociáció értéke: # K_a = 4,8-szer 10 ^ -11 #. Amelyek hozzájárulnak a # # PH. (bár kisebb mértékben, mint az első disszociáció)

Lehetővé teszi a disszociációs egyenlet beállítását # # K_a az első disszociáció:

# K_a = (H_3O ^ + idő HCO_3 ^ (-)) / (H_2CO_3) #

Most csatlakoztassuk a szénsav koncentrációjára vonatkozó értékünket a # # K_a érték.

# 4.3-szor 10 ^ -7 = (H_3O ^ + -szor HCO_3 ^ (-)) / (5,0 alkalommal 10 ^ -2) #

# 2.15 alkalommal 10 ^ -8 = (H_3O ^ + idő HCO_3 ^ (-)) #

Most feltételezhetjük, hogy # H_3O ^ + = HCO_3 ^ (-) # az oldatban 1: 1 arányban vannak jelen. Ez lehetővé teszi a négyzetgyök eltávolítását a kifejezésből # (H_3O ^ + idők HCO_3 ^ (-)) # hogy megtalálja a megfelelő koncentrációkat:

#sqrt (2,15-szer 10 ^ -8) kb. (1,47-szer 10 ^ -4) = (H_3O ^ + = HCO_3 ^ (-)) #

Most, a második disszociációban, a # HCO_3 ^ (-) # az ion a savként fog működni, és ennek a fajnak a koncentrációja, amelyet az első disszociációban találtunk, az új nevező nevének értéke lesz. # # K_a kifejezés:

# K_a = (H_3O ^ + idők CO_3 ^ (2 -)) / (HCO_3 ^ -) #

# 4.8-szor 10 ^ -11 = (H_3O ^ + -szor CO_3 ^ (2 -)) / (1,47-szer 10 ^ -4) #

#approx 7,04-szer 10 ^ -15 = H_3O ^ + idő CO_3 ^ (2 -) #

#sqrt (7,04 alkalommal 10 ^ -15) kb. 8,39-szer 10 ^ -8 = H_3O ^ + = CO_3 ^ (2 -) #

Tehát az Oxonium ionok koncentrációja, # H_3O ^ + #, amely meghatározza a # # PH, kb # (1,47-szer 10 ^ -4) + (8,39-szer 10 ^ -8) kb. 1,47-szer 10 ^ -4 #.

Más szóval, a második disszociáció annyira kicsi volt, hogy elhanyagolhatónak tekinthető - De legyen alapos.

Most használja az egyenletet # # PH kiszámíthatjuk a # # PH ennek a megoldásnak.

# PH = -log H_3O ^ + #

# pH = -log 1,47-szer 10 ^ -4 #

#pH kb. 3,83 #