Mekkora az oldat pH-ja, amely a 20,0 ml 0,50 M HF (aq) és 50,0 ml 0,20 M nátrium-hidroxid (aq) keverékéből 25 ° C-on keveredik? (Ka HF = 7,2 x 10 ^ -4)

Válasz:

Lásd lentebb:

Figyelem! HOSSZÚ VÁLASZ!

Magyarázat:

Kezdjük azzal, hogy megtaláljuk a mólok számát # NaOH # az oldatba a koncentrációs képlet felhasználásával:

# C = (n) / v #

# C #= konc #mol dm ^ -3 #

# N #= mólok száma

# V #= térfogat literben (# Dm ^ 3 #)

# 50.0 ml = 0,05 dm ^ (3) = v #

# 0.2-szer 0,05 = n #

# n = 0,01 mol #

És hogy megtalálja a mólok számát #HF#:

# C = (n) / v #

# 0,5 = (n) /0.02#

# N = 0,1 #

#NaOH (aq) + HF (aq) -> NaF (aq) + H2O (l) #

0,1 mól # # NaF a kapott 70 ml oldatban a reakció befejeződése után.

Most, # # NaF az oldatban disszociálódik, és a fluoridion, #F ^ (-) # gyenge alapként fog működni a megoldásban (vissza fogunk térni erre).

Tehát most egy jó alkalom, hogy hozzon létre egy ICE-táblát, hogy megtalálja az összegeket #OH ^ - # az ionok képződnek, de először meg kell ismernünk a koncentrációját # # NaF, mivel a koncentrációkat az ICE táblázatban használjuk.

# C = (n) / v #

# C = (0,1 / 0,07) #

#c kb. 0,143 mol dm ^ -3 # nak,-nek # # NaF (# = F ^ (-)) #

A flurid-ion reakciója és az azt követő koncentrációs változások a következők:

# "szín (fehér) (mmmmm) F ^ (-) (aq) + H2O (l) -> HF (aq) + OH ^ (-) (aq) #

# "Kezdeti:" szín (fehér) (mm) 0.143color (fehér) (mmm) színű (fehér) (mmmm) 0color (fehér) (mmmmll) 0 #

# "Change" szín (fehér) (Mm) -xcolor (fehér) (mmm) szín (fehér) (mmm) + Xcolor (fehér) (mmll) + x #

# "Eq:" szín (fehér) (mmm) 0,143-Xcolor (fehér) (MII) színű (fehér) (mmmm) Xcolor (fehér) (mmmmll) x #

A # # K_b a fluoridion expressziója:

#K_b = (OH ^ (-) idők HF) / (F ^ (-)) #

De hogyan tudjuk ezt # # K_b a fluoridion esetében, amit korábban megérintettünk?

Nos, ahogyan azt kapjuk, hogy a reakció 25 Celsius fokon történik, a következő tulajdonság érvényes:

# (K_b) idők (K_a) = 1,0-szer 10 ^ -14 #

Egy sav / bázis párért, és mi is van a párja #HF# és #F ^ (-) #!

Ennélfogva:

# K_b = (1,0-szer 10 ^ -14) / (7,2-szer 10 ^ (- 4) #

#K_b (F ^ (-)) kb. 1,39-szer 10 ^ (- 11) #

Tehát most létrehozhatunk egy # # K_b kifejezése és megoldása #x# hogy megtalálja a koncentrációt #OH ^ (-) #, és így megtaláljuk a # # POH és ezután a # # PH.

# 1.39-szer 10 ^ (- 11) = (x ^ 2) / (0.143-x) #

# # K_b kicsi, így a kis x közelítés:

# 1.39-szer 10 ^ (- 11) = (x ^ 2) / (0.143) #

# x = OH ^ (-) = sqrt (K_bcdot0.143) #

# = 1.4095 xx 10 ^ (- 6) kb. 1,41-szer 10 ^ (- 6) #

Most:

# POH = -log OH ^ (-) #

# pOH = -log 1,41-szer 10 ^ (- 6) #

#pOH kb. 5,85 #

És mivel 25 fokon vagyunk, ez a tulajdonság érvényes:

# PH + pOH = 14 #

Ennélfogva, # PH = 14-5,85 #

#color (kék) (pH = 8,15) #