Hvad er opløsningens pH, som er resultatet af at blande 20,0 ml 0,50 M HF (aq) og 50,0 ml 0,20 M NaOH (aq) ved 25 centigrader? (Ka af HF = 7,2 x 10 ^ -4)

Svar:

Se nedenunder:

Advarsel! LANG SVAR!

Forklaring:

Lad os begynde med at finde antallet af mol # NaOH # sat i opløsningen ved hjælp af koncentrationsformlen:

# C = (n) / v #

# C #= conc in #mol dm ^ -3 #

# N #= antal mol

# V #= volumen i liter (# Dm ^ 3 #)

# 50,0 ml = 0,05 dm ^ (3) = v #

# 0,2 gange 0,05 = n #

# n = 0,01 mol #

Og for at finde antallet af mol af # HF #:

# C = (n) / v #

# 0,5 = (n) /0.02#

# N = 0,1 #

#NaOH (aq) + HF (aq) -> NaF (aq) + H_2O (l) #

Vi danner 0,1 mol af # NaF # i den resulterende 70 ml opløsning efter at reaktionen er gået til afslutning.

Nu, # NaF # vil blive dissocieret i opløsningen, og fluoridionen, #F ^ (-) # vil fungere som en svag base i løsningen (vi kommer tilbage til dette).

Så nu er det en god tid at oprette en ICE-tabel for at finde mængden af #OH ^ - # ioner det danner, men vi skal først vide koncentrationen af # NaF #, da koncentrationer anvendes i ICE tabellen.

# C = (n) / v #

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

# c ca. 0,143 mol dm ^ -3 # af # NaF # (# = F ^ (-)) #

Reaktionen af flouridion og de deraf følgende koncentrationsændringer er:

# "farve (hvid) (mmmmm) F ^ (-) (aq) + H_2O (l) -> HF (aq) + OH ^ (-) (aq)

# "Initial:" farve (hvid) (mm) 0.143color (hvid) (mmm) -farve (hvid) (mmmm) 0color (hvid) (mmmmll) 0 #

# "Change:" farve (hvid) (IIM) -xcolor (hvid) (mmm) -Farve (hvid) (mmm) + xcolor (hvid) (mmll) + x #

# "Eq:" farve (hvid) (mmm) 0,143-xcolor (hvid) (MII) -farve (hvid) (mmmm) xcolor (hvid) (mmmmll) x #

Det # K_b # ekspression for fluoridionen ville være:

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

Men hvordan ved vi det # K_b # for fluoridionen, som vi berørte tidligere?

Nå som vi får at reaktionen opstår ved 25 grader Celcius gælder følgende egenskab:

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

For et syre / basepar - og vi tilfældigvis har parret # HF # og #F ^ (-) #!

Derfor:

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

#K_b (F ^ (-)) ca. 1,39 gange 10 ^ (- 11) #

Så nu kan vi oprette en # K_b # udtryk og løse for #x# at finde koncentrationen af #OH ^ (-) #, og dermed finde # POH # og derefter den # PH #.

# 1.39 gange 10 ^ (- 11) = (x ^ 2) / (0,143-x) #

# K_b # er lille, så den lille x tilnærmelse giver:

# 1.39 gange 10 ^ (- 11) = (x ^ 2) / (0,143) #

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

# = 1.4095 xx 10 ^ (- 6) ca. 1,41 gange 10 ^ (- 6) #

Nu:

# POH = -log OH ^ (-) #

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

#pOH ca. 5,85 #

Og da vi er ved 25 grader gælder denne ejendom:

# PH + pOH = 14 #

derfor

# PH = 14 til 5,85 #

#farve (blå) (pH = 8,15) #