Care este pH-ul unei soluții care este de 5,0 × 10-2 M în H2CO3?

Care este pH-ul unei soluții care este de 5,0 × 10-2 M în H2CO3?
Anonim

Răspuns:

Vezi mai jos:

Avertisment: Răspuns lung!

Explicaţie:

# # H_2CO_3, sau acidul carbonic, este un acid slab format din dioxid de carbon care reacționează cu apa.

#CO_2 (g) + H202 (l)

Fiind un acid slab, acesta va disocia doar parțial în apă și are o constantă de disociere, # # K_a, de # 4,3 ori 10 ^ -7 # conform acestui tabel. Într-adevăr, acidul carbonic este diprotic, adică se poate disocia de două ori, deci avem o secundă # # K_a valoare pentru a doua disociere: # K_a = 4,8 ori 10 ^ -11 #. Care va contribui, de asemenea, la # PH #. (deși într-o măsură mai mică decât prima disociere)

Permiteți configurarea ecuației de disociere pentru # # K_a din prima disociere:

# K_a = (H3O ^ + ori HCO_3 ^ (-)) / (H2CO3

Acum, să cuprindem valorile noastre pentru concentrația acidului carbonic, împreună cu # # K_a valoare.

# 4,3 ori 10 ^ -7 = (H_3O ^ + ori HCO_3 ^ (-)) / (5,0 ori 10 ^ -2) #

# 2,15 ori 10 ^ -8 = (H3O ^ + ori HCO_3 ^ (-)) #

Acum putem să presupunem asta # H ^ O ^ + = HCO_3 ^ (-) # deoarece acestea există într-un raport de 1: 1 în soluție. Aceasta permite scoaterea rădăcinii pătrate din expresie # (H_3O ^ + ori HCO_3 ^ (-)) # pentru a găsi respectivele concentrații:

#sqrt (2,15 ori 10 ^ -8) aproximativ (1,47 ori 10-4) = (H3O ^ + = HCO_3 ^ (-)

Acum, în cea de - a doua disociere, # HCO_3 ^ (-) # ionul va acționa ca acid și, prin urmare, concentrația acestei specii, pe care am descoperit-o în prima disociere, va fi valoarea numitorului în noul # # K_a expresie:

# K_a = (H3O2 + ori CO-3 ^ (2 -) / /

# 4,8 ori 10 ^ -11 = (H3O2 + ori CO_3 ^ (2 -) / / 1,47 ori 10 ^ -4

#approx 7,04 ori 10 ^ -15 = H_3O ^ + ori CO_3 ^ (2 -) #

#sqrt (7,04 ori 10 ^ -15) aproximativ 8,39 ori 10-8 = H3O2 + = CO_3 ^ (2 -)

Deci concentrația de ioni de oxoniu, # H_3O ^ + #, care determină # PH #, este de aproximativ # (1,47 ori 10-4) + (8,39 ori 10-8) de aproximativ 1,47 ori 10 ^ -4 #.

Cu alte cuvinte, a doua disociere a fost atât de mică încât ar fi putut fi considerată neglijabilă - Dar să fim atenți.

Acum, folosind ecuația de găsit # PH # putem calcula # PH # din această soluție.

# PH = -log H_3O ^ + #

# pH = -log 1,47 ori 10 ^ -4 #

#pH aprox. 3,83 #