Aşağıdaki sulu çözeltilerin pH'ını hesaplayın?

Aşağıdaki sulu çözeltilerin pH'ını hesaplayın?
Anonim

Cevap:

Uyarı! Uzun cevap. a) pH = 5.13; b) pH = 11,0

Açıklama:

A):

Amonyum Klorür, # NH_4Cl # amonyum iyonları oluşturmak için çözelti içinde çözülür # NH_4 ^ (+) # amonyak oluşturmak üzere suyu proton ederek zayıf bir asit görevi gören, # NH_3 (sulu) # ve hidronyum iyonları # H_3O ^ (+) (sulu) #:

# NH_4 ^ (+) (aq) + H_2O (l) -> NH_3 (aq) + H_3O ^ (+) (aq) #

Bildiğimiz gibi # K_b # amonyak için bulabiliriz # K_a # amonyum iyonu için. Belirli bir asit / baz çifti için:

#K_a kez K_b = 1,0 kez 10 ^ -14 # standart koşullar varsayarsak.

Yani, #K_a (NH_4 ^ (+)) = (1.0 kez 10 ^ -14) / (1.8 kez 10 ^ -5) = 5.56 kez 10 ^ -10 #

Konsantrasyonu ve # K_a # ifadenin içindeki değer:

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

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

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

(Bir molekül hidronyumunun, oluşan amonyakların her biri için oluşturması gerektiğini varsayabiliriz. # K_a # küçük #x 0.1 #.)

# H_3O ^ (+) = 7.45 kez 10 ^ -6 #

#, PH = -log H_3O ^ (+) #

# pH = -log (7.45 kez 10 ^ -6) #

#pH yaklaşık 5.13 #

B) için:

(ben) Karıştırdıktan sonra mevcut olan türleri belirleyin.

Reaksiyon için denklem

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

# "I / mol": renkli (beyaz) (mll) 0,010 renkli (beyaz) (mll) 0,010 renkli (beyaz) (mol / L) 0 #

# "C / mol": renk (beyaz) (m) "- 0.010" renk (beyaz) (ml) "- 0.010" renk (beyaz) (m) "+ 0.010" #

# "E / mol": renk (beyaz) (mll) 0 renk (beyaz) (mmmm) 0 renk (beyaz) (mmml) 0.010 #

# "OH'in Molleri" ^ "-" = "0.100 L" × "0.1 mol" / "1 L" = "0.010 mol" #

# "NH'in Molleri" _4 ^ "+" = "0.100 L" × "0.1 mol" / "1 L" = "0.010 mol" #

Bu yüzden, 0.010 mol amonyak içeren 200 mL sulu bir çözelti elde edeceğiz ve pH 7'den daha yüksek olmalıdır.

(İi) Çözeltinin pH değerini hesaplayın

# "NH" _3 = "0.010 mol" / "0.200 L" = "0.050 mol / L" #

Denge için kimyasal denklem

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

Bunu tekrar yazalım.

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

Hesaplamayı yapmak için bir ICE tablosu kullanabiliriz.

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

# "I / Moll'u" ^ "- 1": Renk (beyaz) (mll) 0.050color (beyaz) (mmmmmll) 0color (beyaz) (mmm) 0 #

# "C / moll" ^ "- 1": Renk (beyaz) (aa) "-" xcolor (beyaz) (mmmmmll) "+" xcolor (beyaz) (MLL) "+" x #

# "E / moll" ^ "- 1": Renk (beyaz) (m) "0.050-" xcolor (beyaz) (mmmm) xcolor (beyaz) (aaa) X #

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

İhmal edilebilirliği kontrol et:

#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" renkli (beyaz) (l) "mol / L" #

# "pOH" = -log (9.5 × 10 ^ "- 4") = 3,0 #

# "pH = 14.00 - pOH = 14.00 - 3.0" = 11.0 #