Izračunajte pH naslednjih vodnih raztopin?

Odgovor:

Opozorilo! Dolg odgovor. a) pH = 5,13; b) pH = 11,0

Pojasnilo:

Za):

Amonijev klorid, # NH_4Cl # raztopi v raztopini, da nastane amonijeve ione # NH_4 ^ (+) # ki delujejo kot šibka kislina s protonizacijo vode, da tvorijo amoniak, t # NH_3 (aq) # in hidronijevih ionov # H_3O ^ (+) (aq) #:

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

Kot vemo # K_b # za amoniak lahko najdemo # K_a # za amonijev ion. Za dani kislinsko / bazni par:

#K_a krat K_b = 1.0 krat 10 ^ -14 # ob upoštevanju standardnih pogojev.

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

Priključite koncentracijo in # K_a # vrednost v izrazu:

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

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

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

(kot lahko predpostavimo, da se mora za vsako obliko amoniaka, ki se tvori, tvoriti ena molekula hidronija. # K_a # je majhna, tako #x 0,1 #.)

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

# pH = -log H_3O ^ (+) #

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

#pH približno 5,13 #

Za b):

(jaz) Po mešanju določite prisotne vrste.

Enačba za reakcijo je

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

# "I / mol": barva (bela) (mll) 0,010 barva (bela) (mll) 0,010barva (bela) (mol / L) 0 #

# "C / mol": barva (bela) (m) "- 0,010" barva (bela) (ml) "- 0,010" barva (bela) (m) "+ 0,010" #

# "E / mol": barva (bela) (mll) 0obarva (bela) (mmmm) 0barva (bela) (mmml) 0,010 #

# "Molov OH" ^ "-" = "0.100 L" × "0.1 mol" / "1 L" = "0.010 mol" #

# "Moli NH" _4 ^ "+" = "0.100 L" × "0.1 mol" / "1 L" = "0.010 mol" #

Tako bomo imeli 200 ml vodne raztopine, ki vsebuje 0,010 mol amoniaka, pH pa naj bo višji od 7.

(ii) Izračunajte pH raztopine

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

Kemična enačba za ravnotežje je

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

To bomo ponovno napisali kot

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

Za izračun lahko uporabimo tabelo ICE.

#barva (bela) (mmmmmmmll) "B" + "H" _2 "O" "BH" ^ "+" + "OH" ^ "-" #

# "I / mol·L" ^ "- 1": barva (bela) (mll) 0.050barva (bela) (mmmmmll) 0obarva (bela) (mmm) 0 #

# "C / mol·L" ^ "- 1": barva (bela) (mm) "-" xcolor (bela) (mmmmmll) "+" xcolor (bela) (mll) "+" x #

# "E / mol·L" ^ "- 1": barva (bela) (m) "0.050-" xboja (bela) (mmmmm) xcolor (bela) (mmm) x #

#K_text (b) = ("BH" ^ "+" "OH" ^ "-") / ("B") = x ^ 2 / ("0.050-" x) = 1.8 × 10 ^ "- 5" #

Preverite zanemarljivo:

#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" barva (bela) (l) "mol / L" #

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

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