Számítsuk ki a következő vizes oldatok pH-ját?

Válasz:

Figyelem! Hosszú válasz. a) pH = 5,13; b) pH = 11,0

Magyarázat:

A):

Ammónium-klorid, # # NH_4Cl oldódik fel, hogy ammóniumionokat képezzen # NH_4 ^ (+) # amely a vizet protonálva gyenge savként ammóniát képez, # NH_3 (aq) # és hidroniumionok # H_3O ^ (+) (aq) #:

# NH_4 ^ (+) (aq) + H202 (l) -> NH_3 (aq) + H3O ^ (+) (aq) #

Mint tudjuk, az # # K_b az ammónia esetében megtaláljuk a # # K_a az ammóniumionra. Egy adott sav / bázispár esetében:

#K_a alkalommal K_b = 1,0-szer 10 ^ -14 # feltételeket feltételezve.

Így, #K_a (NH_4 ^ (+)) = (1,0-szer 10 ^ -14) / (1,8-szor 10 ^ -5) = 5,56-szor 10 ^ -10 #

Csatlakoztassa a koncentrációt és a # # K_a érték a kifejezésbe:

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

# 5.56-szor 10 ^ -10 ~~ (H_3O ^ (+) -szor NH_3) / (0.1) #

# 5.56-szor 10 ^ -11 = H_3O ^ (+) ^ 2 #

(mivel feltételezhetjük, hogy minden egyes ammónia esetében egy molekula-hidroniumnak kell kialakulnia. # # K_a kicsi, így #x 0.1 #.)

# H_3O ^ (+) = 7,45-szer 10 ^ -6 #

# PH = -log H_3O ^ (+) #

# pH = -log (7,45-szer 10 ^ -6) #

#pH kb 5.13 #

B) esetén:

(én) A keverés után meghatározzuk a jelenlévő fajokat.

A reakció egyenlete

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

# "I / mol": szín (fehér) (mll) 0,010 szín (fehér) (mll) 0,010 szín (fehér) (mol / L) 0 #

# "C / mol": szín (fehér) (m) "- 0,010" szín (fehér) (ml) "- 0,010" szín (fehér) (m) "+ 0,010" #

# "E / mol": szín (fehér) (mll) 0color (fehér) (mmmm) 0color (fehér) (mmml) 0.010 #

# "Mólok OH" ^ "-" = "0,100 L" × "0,1 mol" / "1 L" = "0,010 mol" #

# "Mólok NH" _4 ^ "+" = "0,100 L" × "0,1 mol" / "1 L" = "0,010 mol" #

Tehát 200 ml vizes oldatot kapunk, amely 0,010 mól ammóniát tartalmaz, és a pH-nak 7-nél nagyobbnak kell lennie.

(Ii) Számítsa ki az oldat pH-ját

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

Az egyensúly kémiai egyenlete

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

Írjuk újra ezt

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

A számítás elvégzéséhez ICE táblázatot használhatunk.

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

# "I / moll" ^ "- 1": színes (fehér) (MLL) 0.050color (fehér) (mmmmmll) 0color (fehér) (mmm) 0 #

# "C / moll" ^ "- 1": színes (fehér) (mm) "-" Xcolor (fehér) (mmmmmll) "+" Xcolor (fehér) (MLL) "+" x #

# "E / moll" ^ "- 1": színes (fehér) (m) "0.050-" Xcolor (fehér) (mmmmm) Xcolor (fehér) (mmm) X #

#K_text (b) = ("BH" ^ "+" "OH" ^ "-") / ("B") = x ^ 2 / ("0,050-" x) = 1,8 × 10 ^ "- 5" #

Ellenőrizze, hogy elhanyagolható-e:

#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" szín (fehér) (l) "mol / L" #

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

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