Beregn pH for de følgende vandige opløsninger?

Beregn pH for de følgende vandige opløsninger?
Anonim

Svar:

Advarsel! Langt svar. a) pH = 5,13; b) pH = 11,0

Forklaring:

For a):

Ammoniumchlorid, # NH_4Cl # opløses i opløsning til dannelse af ammoniumioner # NH_4 ^ (+) # der virker som en svag syre ved protonering af vand til dannelse af ammoniak, # NH_3 (aq) # og hydroniumioner # H_3O ^ (+) (aq) #:

# NH_4 ^ (+) (aq) + H_2O (1) -> NH_3 (aq) + H_3O ^ (+) (aq) #

Som vi kender # K_b # For ammoniak kan vi finde # K_a # for ammoniumionen. For et givet syre / basepar:

# K_a gange K_b = 1,0 gange 10 ^ -14 # under forudsætning af standardbetingelser.

Så, # K_a (NH_4 ^ (+)) = (1,0 gange 10 ^ -14) / (1,8 gange 10 ^ -5) = 5,56 gange 10 ^ -10 #

Indsæt koncentrationen og # K_a # værdi i udtrykket:

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

# 5,56 gange 10 ^ -10 ~ ~ (H_3O ^ (+) gange NH_3) / (0,1) #

# 5,56 gange 10 ^ -11 = H_3O ^ (+) ^ 2 #

(som vi kan antage, at et molekylhydronium skal danne for hver ammoniak der dannes. # K_a # er lille, så #x «0.1 #.)

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

# PH = -log H_3O ^ (+) #

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

#pH ca 5,13 #

For b):

(jeg) Bestem de arter, der er til stede efter blanding.

Ligningen for reaktionen er

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

# "I / mol": farve (hvid) (mll) 0,010 farve (hvid) (mll) 0,010farve (hvid) (mol / L) 0 #

# "C / mol": farve (hvid) (m) "- 0,010" farve (hvid) (ml) "- 0,010" farve (hvid) (m) "+ 0,010" #

# "E / mol": farve (hvid) (mlll) 0farve (hvid) (mmmm) 0farve (hvid) (mmml) 0,010 #

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

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

Så vil vi have 200 ml af en vandig opløsning indeholdende 0,010 mol ammoniak, og pH-værdien skal være højere end 7.

(Ii) Beregn opløsningens pH

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

Den kemiske ligning for ligevægten er

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

Lad os omskrive dette som

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

Vi kan bruge en ICE-tabel til at foretage beregningen.

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

# "I / Moll" ^ "- 1": farve (hvid) (MLL) 0.050color (hvid) (mmmmmll) 0color (hvid) (mmm) 0 #

# "C / Moll" ^ "- 1": farve (hvid) (mm) "-" xcolor (hvid) (mmmmmll) "+" xcolor (hvid) (MLL) "+" x #

# "E / Moll" ^ "- 1": farve (hvid) (m) "0.050-" xcolor (hvid) (mmmmm) xcolor (hvid) (mmm) x #

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

Kontroller for forsømmelighed:

#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 x 10 ^ "- 7" #

#x = 9,5 × 10 ^ "- 4" #

# "OH" ^ "-" = 9,5 × 10 ^ "- 4" farve (hvid) (l) "mol / L"

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

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