Izračunajte pH slijedećih vodenih otopina?

Odgovor:

Upozorenje! Dug odgovor. a) pH = 5,13; b) pH = 11,0

Obrazloženje:

Za):

Amonijev klorid, # NH_4Cl # otapa se u otopini da nastane amonijeve ione # NH_4 ^ (+) # koji djeluju kao slaba kiselina protonirajućom vodom i tvore amonijak, # NH_3 (aq) # i ionima hidronija # H_3O ^ (+) (aq) #:

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

Kao što znamo # K_b # za amonijak možemo pronaći # K_a # za amonijev ion. Za određeni par kiselina / baza:

#K_a puta K_b = 1.0 puta 10 ^ -14 # pod pretpostavkom standardnih uvjeta.

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

Uključite koncentraciju i # K_a # vrijednost u izrazu:

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

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

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

(kao što možemo pretpostaviti da se jedna molekula hidronija mora formirati za svaku od amonijaka koji se formira. # K_a # je mala, tako #x 0,1 #.)

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

# PH = -log H_3O ^ (+) #

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

#pH približno 5,13 #

Za b):

(I) Odredite prisutne vrste nakon miješanja.

Jednadžba za reakciju je

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

# "I / mol": boja (bijela) (mll) 0,010 boja (bijela) (mll) 0,010 boja (bijela) (mol / L) 0 #

# "C / mol": boja (bijela) (m) "- 0,010" boja (bijela) (ml) "- 0,010" boja (bijela) (m) "+ 0,010" #

# "E / mol": boja (bijela) (mll) 0 boja (bijela) (mmmm) 0 boja (bijela) (mmml) 0,010 #

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

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

Tako ćemo imati 200 ml vodene otopine koja sadrži 0,010 mola amonijaka, a pH mora biti viši od 7.

(Ii) Izračunajte pH otopine

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

Kemijska jednadžba za ravnotežu je

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

Ponovno ćemo to napisati kao

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

Možemo koristiti ICE tablicu za izračunavanje.

# boja (bijela) (mmmmmmmll) "B" + "H" _2 "O" BH "BH" ^ "+" + "OH" ^ "-" #

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

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

# "E / Moll" ^ "- 1": boja (bijeli) (m), "0.050-" xcolor (bijeli) (mmmmm) xcolor (bijeli) (mmm) x #

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

Provjerite je li zanemariv:

#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" boja (bijela) (l) "mol / L" #

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

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