Розрахувати рН наступних водних розчинів?

Відповідь:

Увага! Довгий відповідь. а) рН = 5,13; b) рН = 11,0

Пояснення:

Для):

Амоній хлорид, # NH_4Cl # розчиняється в розчині з утворенням іонів амонію # NH_4 ^ (+) # які діють як слабкі кислоти шляхом протонирования води з утворенням аміаку, # NH_3 (aq) # і гідронієві іони # H_3O ^ (+) (aq) #:

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

Як ми знаємо # K_b # для аміаку ми можемо знайти # K_a # для іона амонію. Для даної пари кислот / основ:

#K_a раз K_b = 1,0 рази 10 ^ -14 # прийняття стандартних умов.

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

Підключіть концентрацію і # K_a # значення у виразі:

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

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

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

(як ми можемо припустити, що одна молекула гідроніуму повинна формуватися для кожного з аміаку, що утворюється. # K_a # маленький, так #x 0,1 #.)

# H_3O ^ (+) = 7,45 рази 10 ^ -6 #

# pH = -log H_3O ^ (+) #

# pH = -log (7,45 рази 10 ^ -6) #

#pH приблизно 5,13 #

Для b):

(i) Визначають види, присутні після змішування.

Рівняння для реакції

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

# "I / mol": колір (білий) (mll) 0.010 колір (білий) (mll) 0.010колір (білий) (mol / L) 0 #

# "C / mol": колір (білий) (м) "- 0,010" колір (білий) (мл) "- 0,010" колір (білий) (м) "+ 0,010" #

# "E / mol": колір (білий) (mll) 0колір (білий) (мммм) 0колір (білий) (мммл) 0,010 #

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

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

Отже, ми будемо мати 200 мл водного розчину, що містить 0,010 моль аміаку, а рН має бути вище 7.

(ii) Обчислюють рН розчину

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

Хімічним рівнянням для рівноваги є

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

Давайте перепишемо це як

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

Для розрахунку ми можемо використовувати таблицю ICE.

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

# "I / mol·L" ^ "- 1": колір (білий) (mll) 0.050колір (білий) (ммммл) 0колір (білий) (ммм) 0 #

# "C / mol·L" ^ "- 1": колір (білий) (мм) "-" xcolor (білий) (mmmmmll) "+" xcolor (білий) (mll) "+" x #

# "E / mol·L" ^ "- 1": колір (білий) (m) "0.050-" xcolor (білий) (mmmmm) xcolor (білий) (mmm) x #

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

Перевірити на незначність:

#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" колір (білий) (l) "mol / L" #

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

# "рН = 14,00 - рОН = 14,00 - 3,0" = 11,0 #